Una proprietà della seta di ragno potrà essere applicata nella robotica del futuro

La seta del ragno ha proprietà incredibili. È uno dei materiali più resistenti al mondo per il suo peso, ed i suoi potenziali usi sono decisamente eterogenei, che vanno dalla costruzione di armature alla creazione di pelle artificiale, fino all’uso su persone con lesioni e disabilità per trattare danni al midollo spinale ma utili anche per migliorare la sensibilità dei microfoni degli apparecchi acustici.

Ora alcuni ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno scoperto una nuova proprietà di questo straordinario materiale naturale che potrebbe essere usato per realizzare, in un futuro prossimo, muscoli robotici.

Il team ha scoperto che non solo le fibre di seta di ragno sono molto resilienti, ma hanno anche una risposta particolare ai cambiamenti di umidità.

Quando l’aria intorno alle fibre raggiunge un certo livello di umidità relativa, improvvisamente si torcono e si contraggono. Questa contrazione è abbastanza forte da poter essere utilizzata potenzialmente come attuatore, ad esempio per aprire una valvola.

Questo è stato testato sospendendo un peso ad un filo di seta e racchiudendolo all’interno di una camera sigillata. Quando gli scienziati hanno aumentato l’umidità all’interno della camera, il peso ha iniziato a ruotare.

“Era fuori dalle nostre aspettative“, ha spiegato in una dichiarazione Dabiao Liu, professore associato all’Università della Scienza e Tecnologia Huazhong a Wuhan, in Cina, e membro del gruppo di ricerca . “Mi ha davvero scioccato.”

I ricercatori chiamano questa proprietà “supercontrazione“.

In un ambiente umido la seta di ragno esercita una grande forza perché le fibre si torcono per fornire una forza torsionale. Questo è un comportamento diverso da quello di altre fibre, naturali o artificiali, e sembra essere unico per la seta di ragno.

Stranamente, i ricercatori non sono sicuri di quale sia la funzione di questo movimento di torsione nel mondo naturale o per cosa lo usi per il ragno. Non è stato trovato alcun significato biologico a questa proprietà molto particolare, sebbene si possano pensare molti modi in cui questo meccanismo possa presto essere utile per gli sviluppi tecnologici umani.

“Si tratta di una proprietà che potrebbe essere molto interessante per i ricercatori del settore robotico“, ha affermato il ricercatore Markus Buehler, capo del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, suggerendo che potrebbe essere usata per controllare determinati tipi di sensori o dispositivi di controllo.

“È molto precisa nel modo in cui è possibile controllare questi movimenti gestendo il tasso di umidità.”

Pupa Gilbert, professore di fisica, chimica e scienze dei materiali presso l’Università del Wisconsin a Madison, non è stata coinvolta nello studio, ma è stata ugualmente colpita dal suo potenziale: “È come una corda che si attorcigli e si dipani a seconda dell’umidità dell’aria,” ha detto. ”

Il meccanismo molecolare che porta a queste eccezionali prestazioni può essere sfruttato per costruire robot soft o tessuti intelligenti basati sull’umidità“.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances.