Vi siete mai chiesti cosa succederebbe se tagliassimo la pelle di un robot? Probabilmente nulla di buono, o almeno era così fino ad oggi. Un team di ricercatori dell’Università di Aalto e dell’Università di Bayreuth ha realizzato qualcosa che ricorda più un superpotere che una scoperta scientifica: una “pelle gel” capace di rigenerarsi completamente dopo essere stata tagliata. Una struttura unica che combina rigidità, flessibilità e capacità di autoguarigione, proprio come la nostra epidermide. Il materiale, a sole quattro ore dal taglio, risulta già guarito all’80-90%, e dopo 24 ore la ferita è completamente sanata. È una scoperta che potrebbe rivoluzionare settori che vanno dalla robotica alla medicina rigenerativa.
La forza sta nei dettagli microscopici
I gel fanno parte della nostra vita quotidiana, dalle sostanze appiccicose per i capelli ai componenti gelatinosi dei cibi. Ma fino ad ora, nessun gel artificiale era riuscito a combinare l’elevata rigidità con le proprietà di autoguarigione della pelle umana.
La vera innovazione di questa pelle gel sta nella sua struttura microscopica. Il team ha aggiunto “nanofoglietti” d’argilla eccezionalmente grandi e ultrasottili agli idrogel (normalmente morbidi e spugnosi), creando una struttura altamente ordinata con polimeri densamente intrecciati. Un singolo millimetro di questo materiale contiene ben 10.000 strati di nanofoglietti, conferendogli una rigidità paragonabile alla pelle umana, con analoga elasticità e flessibilità.
Mi colpisce come qualcosa di così tecnologicamente avanzato nasca da un processo che, in fondo, ha elementi piuttosto familiari: Hang Zhang dell’Università di Aalto mescola una polvere di monomeri con acqua contenente nanofoglietti, poi espone la miscela a una lampada UV (simile a quella usata per fissare lo smalto gel per unghie), ed ecco che la magia accade.
L’intricato “ballo” delle molecole nella pelle gel
Il segreto dell’autoguarigione sta in quello che i ricercatori chiamano entanglement, “intrecciamento”: un termine che sentiamo spesso in fisica quantistica. A ‘sto giro, è chimica allo stato puro.
Entanglement significa che i sottili strati polimerici iniziano ad attorcigliarsi l’uno attorno all’altro come fili di lana, ma in ordine casuale. Quando i polimeri sono completamente intrecciati, diventano indistinguibili l’uno dall’altro. Sono molto dinamici e mobili a livello molecolare, e quando li tagli, iniziano a intrecciarsi di nuovo.
Chen Liang, ricercatore post-dottorato coinvolto nello studio, spiega che “la radiazione UV della lampada fa sì che le singole molecole si leghino insieme in modo che tutto diventi un solido elastico: un gel”. Semplice, no?
Oltre l’imitazione della natura
La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Materials, rappresenta uno di quei salti concettuali che potrebbero cambiare le regole del design dei materiali.
Olli Ikkala, dell’Università di Aalto, vede già le implicazioni future:
Immaginate robot con pelli robuste, autorigenerabili, o tessuti sintetici che si riparano autonomamente.
I nanofoglietti di argilla sintetica sono stati progettati e fabbricati dal Prof. Josef Breu dell’Università di Bayreuth in Germania, mentre i ricercatori dell’Aalto hanno utilizzato le strutture del Nanomicroscopy Center, parte dell’infrastruttura di ricerca nazionale finlandese OtaNano. È proprio questa collaborazione internazionale che ha reso possibile superare limiti che sembravano insormontabili: idrogel rigidi, resistenti e autorigeneranti sono stati a lungo una sfida irrisolta.
E ora? La pelle gel potrebbe essere solo l’inizio di una nuova generazione di materiali biomimetici. Non vedo l’ora di toccare con mano (è proprio il caso di dirlo) robot con una pelle che si comporta come la nostra. Sperando di non prendere un ceffone dopo un pizzicotto. O un colpo di kung fu.
