Da Harvard arriva la gomma che si auto-ripara

La gomma è un materiale fondamentale e usato in tantissimi prodotti perché combina due proprietà molto importanti: è allo stesso tempo elastica e resistente, almeno fino a che non viene portata sino al suo punto di rottura.

Queste caratteristiche derivano dalla sua struttura: la gomma infatti è formata da polimeri che sono connessi fra loro da legami covalenti che sono particolarmente resistenti. Ma che, una volta rotti, non si possono ricombinare. Ora alcuni ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) hanno risolto il problema sviluppando un nuovo tipo di gomma "ibrida" che mantiene le proprietà fisiche tradizionali ma in più sa anche auto-ripararsi.

L'obiettivo dei ricercatori è stato quello di rendere reversibili i legami tra i polimeri, in modo che potessero rompersi ma anche riformarsi. Strade del genere erano state già tentate per la gomma ma senza grandi risultati, perché i legami reversibili sono intrinsecamente più deboli di quelli naturali. Era stato anche ipotizzato di combinare i legami reversibili con quelli covalenti, in modo da creare una composizione "ibrida", però i due tipi di legami non convivono bene.

Il progetto di ricerca di Harvard è invece riuscito a realizzare questa combinazione. Il risultato è una "rete" di polimeri ibrida che comprende sia legami covalenti sia legami reversibili, forzando i due tipi a mescolarsi a livello molecolare grazie a catene polimeriche a ramificazione casuale. In questo modo si ottiene una nuova gomma che ha una resistenza alla tensione simile alla gomma naturale, ma che in caso di rottura si rigenera in una struttura con una resistenza del 30 percento circa rispetto a quella di partenza.

Questo avviene grazie al fatto che le rotture nella struttura della gomma ibrida non avvengono come spaccature nette ma come crepe che hanno al loro interno filamenti fibrosi che le tengono comunque insieme. In questo modo i carichi della tensione vengono distribuiti e non c'è un punto specifico di vulnerabilità che può collassare e causare la rottura di tutta la gomma. Quando i carichi di tensione diminuiscono, le crepe si chiudono.

Non è la prima volta che dai laboratori di ricerca arrivano materiali in grado di ripararsi da soli. Sinora però si è trattato di combinazioni a base d'acqua, perché proprio quest'ultima può incorporare legami reversibili che portano a una auto-riparazione. Realizzare qualcosa del genere in materiali non acquosi è sempre stato considerato più complesso. Il passo successivo sarà comprendere più in profondità il comportamento della nuova gomma ibrida e studiarne le prime applicazioni commerciali.

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