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Poli è la nuova colla ispirata dai bivalvi


A sinistra, una cozza viva utilizza il suo collante naturale per attaccarsi ad un foglio di alluminio. A destra, due pezzi di alluminio sono legati insieme con il nuovo polimero Biomimetic sul modello adesivo dell'animale

A sinistra, una cozza viva utilizza il suo collante naturale per attaccarsi ad un foglio di alluminio. A destra, due pezzi di alluminio sono legati insieme con il nuovo polimero Biomimetic sul modello adesivo dell’animale. Inoltre, sono mostrate le strutture chimiche della proteina delle cozze ed il polimero sintetico. (Purdue University foto / Jonathan Wilker) FONTE: DOI 10.1021/acsami.7b00270

Poli è una nuova colla progettata prendendo esempio dal collante utilizzato dai bivalvi e che si è rilevata la più forte tra i collanti conosciuti.

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In un articolo pubblicato sulla rivista Applied Materials & Interfaces, un gruppo di scienziati e ingegneri della Purdue University hanno presento una nuova colla ispirata dalle proteine adesive naturali che i bivalvi come le Tridacne utilizzano per ancorarsi alle rocce.

Il collante si chiama Poli (catecol-stirene)è può essere considerato come il collante subacqueo più forte conosciuto sia tra quelli artificiali che tra quelli naturali, i risultati inaspettatamente hanno infatti dimostrato che il collante creato è più forte della sua controparte naturale a cui ci si è ispirati per la sua realizzazione.

La Biomimetica

Jonathan Wilker, professore di chimica e ingegneria dei materiali presso la Purdue University che ha preso parte alla progettazione del collante, ha spiegato: “I nostri adesivi attuali sono poco efficaci quando c’è bisogno di incollare in situazioni di bagnato, ma la biologia marina ha risolto questo problema millenni fa, cozze, cirripedi, e ostriche aderiscono alle rocce con apparente facilità. Al fine di sviluppare nuovi materiali in grado di legarsi all’interno di ambienti difficili, abbiamo fatto un polimero biomimetico che è ispirato alle proteine adesive delle cozze“.

Il segreto della forza della Poli

I bivalvi estendono i filamenti del bisso per aderire alle superfici, attraverso un collante biologico. Le proteine ​​nel collante contengono l’aminoacido DOPA, che ospita la chimica necessaria per fornire la resistenza e l’adesione. I ricercatori hanno inserito questa chimica delle proteine ​​dei bivalvi in un polimero biomimetico chiamato Poli (catecol-stirene), per la creazione di un adesivo che sfrutta la chimica dei composti chiamati catecoli, contenuta nel DOPA.

Comparazione tra la forza di adesione della colla Poli con altri 10 collanti commerciali

Comparazione tra la forza di adesione della colla Poli con altri 10 collanti commerciali. FONTE: DOI 10.1021/acsami.7b00270

Secondo il comunicato stampa della Purdue University: “I nuovi risultati hanno dimostrato che la colla a base biologica risulta migliore di 10 adesivi commerciali quando viene utilizzato per legare alluminio lucidato ed è circa 17 volte più forte della loro controparte naturale. Gli autori del documento credono che i bivalvi possano volutamente limitare la forza dei loro legami proteici, cosi da essere sufficientemente forti per ancorarsi, ma non troppo da impedire la “liberazione” del bivalve in caso di necessità“.

In biomimetica, in cui si tenta di fare versioni sintetiche di materiali e composti naturali, è quasi mai possibile ottenere prestazioni buone come il sistema naturale“, ha detto Wilker.

L’adesione è risultata essere più forte sotto l’acqua salata rispetto all’acqua deionizzata. La ricerca continuerà andando a testare l’adesivo in condizioni reali.

Abbiamo dimostrato che questo sistema adesivo funziona abbastanza bene in condizioni controllate di laboratorio. In futuro vogliamo passare alle applicazioni più pratiche nel mondo reale“, ha aggiunto sempre Wilker.

Utilizzo

La colla ha una gamma incredibile di applicazioni subacquee è potrebbe essere molto utile al nostro Hobby. Per esempio per incollare le rocce, per la riparazione di oggetti sott’acqua, per attaccare i coralli e per la costruzione dei nostri acquari.

Sicuramente ci vorrà molto tempo per vedere un prodotto commerciale ispirato a questo studio, di certo questa colla è l’ennesima dimostrazione che la natura ha già “inventato” qualsiasi cosa, ed ispirarsi a lei per le nuove tecnologie in qualsiasi ambito è la giusta strada da seguire.

(Fonte: DOI 10.1021/acsami.7b00270)


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