{"id":8254,"date":"2019-06-04T03:01:00","date_gmt":"2019-06-04T01:01:00","guid":{"rendered":"https:\/\/cfdfeaservice.it\/index.php\/2019\/06\/04\/la-lucentezza-di-un-nuovo-materiale-ispirata-da-un-coleottero\/"},"modified":"2019-06-04T03:01:00","modified_gmt":"2019-06-04T01:01:00","slug":"la-lucentezza-di-un-nuovo-materiale-ispirata-da-un-coleottero","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2019\/06\/04\/la-lucentezza-di-un-nuovo-materiale-ispirata-da-un-coleottero\/","title":{"rendered":"La lucentezza di un nuovo materiale ispirata da un coleottero"},"content":{"rendered":"
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Pubblicazione su Advanced Functional Materials di un team di fisici dell\u2019Universit\u00e0 di Firenze<\/a> e dell\u2019Accademia di Scienze di Pechino<\/a> su un nuovo materiale di eccezionale lucentezza ispirato ad un coleottero asiatico. Il team ha preso spunto da un coleottero asiatico\u00a0\u2013\u00a0famoso per il suo candore eccezionale \u2013 per creare un materiale artificiale di brillantezza addirittura superiore, realizzato a temperatura e pressione ambiente e con caratteristiche che lo possono rendere adatto a molteplici utilizzi. La ricerca, gi\u00e0 online, \u00e8 stata\u00a0selezionata tra i lavori che riceveranno una copertina sul numero di\u00a0Advanced Functional Materials del prossimo 4 giugno. Cinque anni fa un piccolo insetto, un coleottero asiatico del genere Cyphochilus, ha stupito il mondo dei ricercatori. Una ricerca internazionale pubblicata su Scientific Reports e guidata dai ricercatori del Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non lineare (LENS) dell\u2019Universit\u00e0 di Firenze, rivel\u00f2 che il segreto del candore eccezionale del coleottero \u00e8 da ricercare nella particolare struttura che riveste l\u2019insetto. Il suo corpo \u00e8 infatti ricoperto da microscopiche scaglie di un bianco particolarmente intenso pur avendo uno spessore estremamente minore di quello, ad esempio, di un foglio di carta. Rispetto ad un semplice foglio di carta, infatti, le scaglie sono organizzate internamente con una fitta rete di filamenti sottilissimi, centinaia di volte pi\u00f9 sottili di un capello, che riescono a diffondere la luce in modo molto efficiente.<\/p>\n

Il bianco pi\u00f9 bianco<\/strong><\/p>\n

Dal 2014 ad oggi, molti gruppi di ricerca in tutto il mondo hanno provato a ricreare il bianco del coleottero imitandone la struttura, ma i risultati pubblicati fino ad ora hanno mostrato materiali ottenuti solo mediante tecniche complesse (ad esempio tramite gas ad altissima pressione o trattamenti agli ultrasuoni) che, oltre a rendere pi\u00f9 difficile la fabbricazione su larga scala, sono certamente diverse dai meccanismi che guidano la crescita della struttura dell\u2019insetto. Una procedura che, al contrario, avviene spontaneamente in condizioni ambientali e ha portato alla realizzazione di un bianco addirittura superiore all\u2019esempio naturale, \u00e8 stata formulata da un team composto da ricercatori dell\u2019Ateneo (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non lineare-LENS), insieme all\u2019Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) e all\u2019Accademia delle Scienze di Pechino (National Laboratory for Molecular Sciences, Laboratory of Polymer Physics and Chemistry, Institute of Chemistry) [\u201cBiomimetic Polymer Film with Brilliant Brightness Using a One-Step Water Vapor-Induced Phase Separation Method\u201d in Advanced Functional Materials<\/a>, doi:10.1002\/adfm.201808885].<\/p>\n

Un polimero chiamato chitina<\/strong><\/p>\n

Come nel caso del rivestimento del coleottero, che \u00e8 composto da un polimero chiamato chitina, anche per il nuovo materiale \u00e8 stato scelto di usare un polimero \u2013 il polistirene \u2013 pi\u00f9 comunemente detto polistirolo e conosciuto dai pi\u00f9 nella sua forma espansa. La struttura realizzata dai ricercatori \u00e8 ottenuta a temperatura ambiente in un\u2019atmosfera ricca di vapore acqueo tramite un processo noto come \u201cseparazione di fase\u201d, cio\u00e8 la separazione che avviene spontaneamente in una miscela di polistirene dissolto e acqua. \u201cPer capire meglio \u2013 spiegano i componenti Unifi del team, Lorenzo Pattelli e Diederik Wiersma \u2013 pu\u00f2 essere utile pensare all\u2019esempio di un semplice miscuglio fra acqua e olio.\u201d I due liquidi non sono amalgamabili fra loro, tanto che subito dopo averli mescolati, l\u2019olio forma delle gocce isolate in sospensione nell\u2019acqua, che poi si riuniscono insieme, separando di nuovo completamente l\u2019acqua e l\u2019olio (separazione di fase). \u201cTra lo stato iniziale della miscela e quello finale completamente separato \u2013 continuano i ricercatori \u2013 esistono tutta una gamma di stati intermedi in cui le perline di olio cominciano a fondersi formando via via strutture sempre pi\u00f9 estese. Seguendo questo esempio, potremmo dire che la miscela tra acqua e polistirene si comporta come quella tra olio e acqua: uno dei risultati della ricerca \u00e8 stato quello di riuscire a regolare le dosi dei due materiali e la velocit\u00e0 di evaporazione dell\u2019acqua per far s\u00ec che il processo di separazione di fase si arresti ad uno stato intermedio, dove la separazione non \u00e8 ancora avvenuta completamente e le due fasi formano una struttura particolarmente interessante dal punto di vista ottico.\u201d<\/p>\n

Architettura di polistirene<\/strong><\/p>\n

Il risultato, una volta evaporata completamente l\u2019acqua, \u00e8 una architettura di polistirene composta da una rete di microscopici filamenti e tunnel collegati fra loro: una struttura cosiddetta \u201cbicontinua\u201d, cio\u00e8 in cui sia i tunnel che i filamenti attraversano tutto il materiale intrecciandosi, ma senza interruzioni. \u201cQuesto tipo di struttura \u2013 commentano Pattelli e Wiersma \u2013 \u00e8 particolarmente interessante anche perch\u00e9 ad oggi, a livello industriale, il colore bianco viene tipicamente ottenuto con l\u2019aggiunta di nanoparticelle che, se inalate, sono potenzialmente dannose per la salute, mentre nel nostro caso abbiamo una struttura unitaria non composta da parti separabili. Queste caratteristiche fanno ipotizzare per il polistirene super bianco una molteplicit\u00e0 di utilizzi: dalla produzione di vernici pi\u00f9 ecologiche a tessuti termoregolanti, dalla realizzazione di pannelli solari pi\u00f9 efficienti a quella di schermi ultrasottili e flessibili\u201d. I ricercatori \u2013 che tramite misure ottiche hanno calcolato la bianchezza e la brillantezza del nuovo materiale confrontandola con quella del coleottero e giudicandola addirittura superiore \u2013 hanno anche scoperto il suo potenziale carattere super-idrofilico. \u201cSe immerso in acqua, ma basta anche il vapore acqueo contenuto in un respiro \u2013 concludono i ricercatori \u2013, il materiale diventa temporaneamente trasparente, suggerendo altre possibili applicazioni per sensori di umidit\u00e0 o per monitorare otticamente l\u2019espirazione\u201d.\u00a0Maggiori dettagli su UnifiMagazine<\/a><\/p>\n<\/div>\n

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Autore: Redazione<\/p>\n

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