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Da lucertole e cimici la magia del movimento dei liquidi

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Da lucertole e cimici la magia del movimento dei liquidi

Da lucertole e cimici la magia del movimento dei liquidi
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Imitare la natura per innovare meglio. È quel che sta facendo un'équipe di ricercatori a Linz. Al centro delle loro attenzioni, delle lucertole, la cui pelle possiede proprietà eccezionali per il trasporto di liquidi.

Originarie delle zone desertiche del Nord America, queste lucertole cornute hanno bisogno di ogni minima goccia d'acqua per sopravvivere. La natura ha ottimizzato un sistema intelligente che consente loro di raccogliere le gocce di rugiada o di pioggia che cadono loro sulla schiena. Un meccanismo di grande interesse per questi scienziati, spiega il biologo Florian Hischen: "Le lucertole che studiamo qui sono dotate di una microstruttura sulla pelle che permette loro di catturare il liquido molto rapidamente fra le squame della pelle, e fra le squame troviamo un sistema capillare, un sistema di canali, che trasporta il liquido molto rapidamente e in modo passivo verso la testa, dove l'animale potrà poi assorbire e bere il liquido proveniente dal loro sistema di canali con gli angoli della bocca".

​Gli scienziati si interessano anche a un tipo di cimice presente nelle foreste pluviali del Sud America. Un potente telescopio elettronico fa apparire un modello tridimensionale della superficie dell'animale, su scala nanometrica.

"Abbiamo scoperto - continua Hischen - che negli insetti microstrutture ancora più piccole sono responsabili del trasporto delle secrezioni di difesa verso una certa direzione del corpo. Sotto le ali si trovano le ghiandole delle secrezioni di difesa. La secrezione prodotta viene trasportata attraverso le microstrutture verso i punti di attacco dell'ala qui, dove evapora ed emette l'odore che allontana potenziali predatori".

A questo progetto europeo partecipa anche l'Istituto Forth a Creta, nei pressi di Heraklion. Qui gli scienziati sono specializzati nelle tecnologie laser. Il loro obiettivo è riprodurre su materiali artificiali i modelli studiati dai biologi. A questo scopo si servono di laser a impulsi corti che permettono di lavorare su scala nanometrica.

​L'ingegnere Evangelos Skoulas spiega il meccanismo: "Quando il materiale è sottoposto a uno shock con il raggio laser, è costretto a cambiare struttura. Si possono fabbricare strutture tridimensionali. Le loro dimensioni possono andare da pochi micron - immaginate che i vostri capelli misurano meno di cento micron - fino a decine di nanometri"

Emmanuel Stratakis, direttore dell'istituto, è il direttore del progetto, e ci mostra un esempio, "una zona che è modellata in punti specifici con strutture specifiche, idrofile o idrofobiche. Questa combinazione di strutture può guidare il liquido verso una direzione specifica con la massima efficienza possibile".

​In particolare si stanno effettuando test sull'acciaio. Fra le applicazioni previste, la produzione di innovative parti micromeccaniche, il cui attrito e quindi l'usura sarebbero ridotti, dice Stratakis: "Nei componenti micromeccanici abbiamo due superfici in contatto fra loro con in mezzo del lubrificante. Possiamo ridurre efficacemente l'attrito fra le superfici aggiungendo una struttura sulla superficie con una geometria specifica".

Per queste superfici biomimetiche si aprono molte altre piste di ricerca, dalla raccolta efficiente dell'acqua in caso di siccità alle applicazioni nel campo biomedico.

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