I materiali resistenti fatti copiando la Natura

Per ogni bambino in estate è uno dei giochi preferiti quello di trovare i gusci di conchiglie sulla spiaggia per poi dividerli in base alla dimensione, alla forma e al colore. Vince chi riesce a trovarne di più e riesce a fare la collezione più bella. È un gioco che piace anche ai genitori, che così trovano un facile modo di tenerli occupati e averli sempre alla loro portata visiva, mentre si godono un momento di relax. I guai arrivano quando i bambini, alla fine della giornata al mare, chiedono di portare a casa il materiale raccolto, magari incontrando il ‘no’ degli adulti.

BIO-ISPIRAZIONI PER PROTEGGERCI
In futuro però, grazie alle nuove scoperte dei ricercatori del Massachusetts Institute of Technology di Boston (USA), i piccoli avranno delle buone ragioni per insistere nelle loro richieste. Le conchiglie, infatti, rappresentano uno dei più affascinanti settori di ricerca su come la Natura è riuscita ad inventare qualcosa che gli esseri umani ancora oggi fanno molta fatica a comprendere. A tutti gli effetti i gusci dei molluschi marini sono un esempio di architettura naturale, fatta con materiali strutturali biologici in grado di avere resistenze e robustezze meccaniche elevatissime, anche se i minerali principali di cui sono composte (il carbonato di calcio o fosfato di calcio) sono relativamente fragili: non a caso sono minerali paragonabili al gesso. Proprio questa caratteristica ha attirato l’attenzione dei ricercatori americani con l’obiettivo di “copiare” il modo in cui cozze, vongole, telline, cannolicchi, patelle, lumache di mare ed ostriche riescono a costruire il loro guscio. L’obiettivo è realizzare nuovi accessori super resistenti per la protezione del corpo umano (caschi, armature, accessori anti-urto) e nuovi materiali per costruzioni (finestre, parabrezza).

L’attenzione dei ricercatori si è concentrata soprattutto su un tipo di conchiglia, la Placuna Placenta. Tondeggiante, chiaro e sottile, il guscio di questa creatura, oltre alla straordinaria robustezza, possiede anche un’altra caratteristica fuori dal comune: sebbene il 99% del suo peso sia costituito da minerale non trasparente, la struttura lascia passare l’80% della luce solare visibile. È quello che possiamo vedere in alcuni lampadari artigianali di gusto etnico, fatti con questo tipo di materia prima.

Grazie a queste caratteristiche, tutti i tipi di molluschi sono in grado di nascondersi ed evitare comunque qualsiasi tipo di danno provocato dai loro predatori. In sostanza, le piccole fratture e crepe provocate da un urto, un impatto o una pressione esterna non si propagano istantaneamente, come avviene nei materiali frangibili, ma devono fare una sorta di “zig zag” e attraversare una specie di labirinto architettonico, che ne dissipa istantaneamente l’energia. I ricercatori americani hanno usato la stessa geometria, con simulazioni fatte al computer, stampando poi in tre dimensioni i vari campioni.