Animali

Il ventre dell'aragosta è resistente come la gomma degli pneumatici

L'idrogel che protegge la parte inferiore della coda ha caratteristiche uniche di flessibilità e sopportazione dello stress. Urti, abrasioni e trazioni non lo intaccano: potrebbe ispirare le armature e gli esoscheletri del futuro.

Il carapace esterno delle aragoste è una corazza più che mai efficace, ma a quanto pare non è la parte più resistente del corpo dei crostacei. Nella membrana traslucida e segmentata che ricopre il sottocoda di questi animali, gli ingegneri del MIT hanno individuato un materiale estremamente resistente a tagli e abrasioni, ma allo stesso tempo anche incredibilmente flessibile: una protezione che permette alle aragoste di non graffiarsi la pancia contro le parti ruvide del fondale, e di resistere ai morsi dei predatori.

Un modello a cui aspirare. Secondo gli scienziati questa membrana - composta per il 90% di acqua e per il resto di chitina - potrebbe essere l'idrogel più resistente tra quelli scoperti in natura: con un'affidabilità che si avvicina a quella delle gomme industriali usate per gli pneumatici, le canne da giardino e i nastri trasportatori.

Le sue proprietà e composizione potrebbero ispirare il design delle armature e degli esoscheletri del futuro, da impiegare in ambito medico o militare: involucri che siano allo stesso tempo ultraresistenti, ma che lascino libere le parti mobili del corpo come gomiti e ginocchia. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Acta Materialia.

Stress test. Quando le aragoste nuotano, imprimono alla coda rapide "frustate" per sfuggire ai predatori. Oltre al rigido carapace, dunque, devono avere un qualche rivestimento che consenta una certa elasticità nei movimenti. Questo dettaglio ha ispirato i ricercatori, che hanno sottoposto la membrana in questione a varie sollecitazioni.

I test meccanici hanno rivelato che l'idrogel si lascia inizialmente tirare facilmente, finché non raggiunge due volte la lunghezza iniziale. A quel punto inizia a irrigidirsi e diviene progressivamente più resistente. Questa caratteristica è abbastanza unica, per i materiali presenti in natura, che di solito si lasciano andare mano a mano che vengono tirati.

Compensato. I test di resistenza ai graffi hanno visto la membrana rispondere ai tagli molto meglio della maggior parte delle gomme conosciute, mentre l'analisi al microscopio ha svelato il segreto di queste proprietà eccezionali: l'idrogel dell'aragosta è composto da decine di migliaia di strati di fibre di chitina, ciascuno disposto secondo un'angolazione di 36 gradi rispetto al livello sottostante.

La struttura ricorda quella del compensato industriale, tipicamente costituito da diversi strati di legno, le cui fibre sono orientate ad angolo retto rispetto a quelle superiori e inferiori. Questa disposizione è comunemente usata per ottenere materiali molto resistenti, ma è la prima volta che viene osservata in un idrogel.

Per i ricercatori, nella membrana si nasconde parte del segreto del successo evolutivo delle aragoste, sulla Terra da più di 100 milioni di anni. La struttura di questo involucro ispirerà anche la progettazione di robot flessibili e di tessuti intelligenti.

25 febbraio 2019 Elisabetta Intini
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