La plastica che si rigenera

Guardando un foglio liscio di plastica in un laboratorio dell’University of Illinois , nessuno potrebbe immaginare l’ impatto  che poco tempo prima aveva formato un buco attraverso di esso.  I ricercatori dell'Illinois hanno sviluppato materiali che non solo guariscono, ma si rigenerano. Finora, materiali in auto - riparazione potevano rimediare solo a piccole crepe microscopiche. I nuovi materiali rigeneranti riempiono grandi crepe e buchi di materiali rinnovabili.Guidati dal professor Scott White, il team di ricerca era composto da Jeffry S. Moore e Nancy Sottos e Brett Krull, Windy Santa Cruz e Ryan Gergely.                                             "Abbiamo dimostrato la riparazione di un non vivente, -ha detto Moore, professore di chimica- sistema di materiali sintetici in un modo che ricorda la riparazione mediante ricrescita come si è già visto in alcuni sistemi viventi. Tali capacità di auto-riparazione sarebbero un vantaggio non solo per beni commerciali – immaginare per esempio un paraurti straziato che si ripara in pochi minuti di un incidente -, ma anche per parti e prodotti che sono difficili da sostituire o riparare, come quelli utilizzati in applicazioni aerospaziali.”  Le capacità di rigenerazione sono state costruite sul precedente lavoro del team, che si era impegnato nello sviluppo di materiali vascolari. Mediante l'utilizzo di fibre appositamente formulate e che si disintegrano, i ricercatori possono creare materiali con  reti di capillari, fedelmente ispirati ai sistemi circolatori biologici.                                  "Con questo sistema vascolare si possono consegnare nel luogo traumatizzato, -ha detto Sottos, professore di scienza dei materiali e ingegneria- un grande volume di agenti di guarigione che, a loro volta, permettono  il ripristino di ampie zone del danno .  L'approccio vascolare consente anche più ripristini se il materiale è danneggiato più di una volta . "  Per la rigenerazione dei materiali, due contigui, capillari paralleli sono pieni di sostanze chimiche rigenerative che escono quando si verifica il danno. I due liquidi si mescolano per formare un gel, che si diffonde nella zona dove sono stati causati danni, riparando crepe e buchi. Poi il gel indurisce in un polimero forte, ripristinando la normale resistenza meccanica della plastica.  "Dobbiamo combattere un sacco di fattori estrinseci per la rigenerazione , compreso il peso , -ha detto il leader Scott White , professore d’ingegneria aerospaziale – perché  i liquidi reattivi usati formano un gel abbastanza rapidamente , in modo che com’è uscito, comincia a indurirsi subito . Se non l’ha fatto , i liquidi si  verserebbero fuori della zona danneggiata . Formandosi un gel , supporta e mantiene i fluidi . Dato che non è ancora un materiale strutturale , possiamo continuare il processo di ricrescita pompando più fluido nel  foro . "                                                                                                                                                  La squadra ha dimostrato questo  sistema di rigenerazione su due grandi classi di materie plastiche commerciali : termoplastiche e termoindurenti . I ricercatori possono armonizzare le reazioni chimiche per controllare la velocità della formazione di gel o la velocità d’indurimento , a seconda del tipo di danno . Ad esempio , l’ impatto di un proiettile potrebbe causare una serie di fessure radiante e un foro centrale , così la reazione gel potrebbe essere rallentata per permettere ai prodotti chimici di penetrare nelle fessure prima dell'indurimento .  I ricercatori prevedono materie plastiche e polimeri commerciali con le reti vascolari pieni di agenti rigenerativi pronti per essere distribuiti ogni volta che si verifica un danno , proprio come la guarigione biologica .                                                                                  In un precedente lavoro si è stabilita una facilità di produzione , ed ora si lavora per ottimizzare i sistemi chimici rigenerativi per i diversi tipi di materiali .    "Per la prima volta , abbiamo dimostrato che è possibile rigenerare il materiale perso in un polimero strutturale . Ecco il punto nodale è tutto qui,- ha detto White- , prima di questo lavoro , se si tagliava un pezzo di materiale , non c'era più. Ora è stato dimostrato che il materiale può effettivamente ricrescere . "