Una ragnatela per condurre elettricità

Pensando a una ragnatela, difficilmente verrebbe in mente che i fili di seta che la compongono, sottili e leggeri, possano essere usati in modi diversi che per immobilizzare le prede del ragno. A trovare un’applicazione sorprendente per una delle meraviglie geometriche della natura, ci ha pensato un fisico della Florida State University, Eden Steven, che ha ipotizzato che una ragnatela, trattata in un modo molto particolare, possa essere usata, tra l’altro, per migliorare la conducibilità elettrica e controllare alcuni parametri nei dispositivi elettronici. Usando i nanotubi di carbonio.

Oltre alle applicazioni nell’alta tecnologia, l’invenzione di Steven ha anche il pregio di essere compatibile con il rispetto dell’ambiente. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista online Nature Communications.
“Se riusciamo a capire come funziona la natura, il passo successivo è trovare una maniera di prenderla a esempio per le nostre applicazioni”, afferma Steven. “E una volta trovato un modo intelligente di modellizzarla, possiamo poi usarla per creare tecnologie nuove e più pulite”. L’esperimento di Steven potrebbe portare a diverse applicazioni sulla conducibilità elettrica.
Un nanotubo può essere pensato come un foglio di carbonio spesso un atomo, arrotolato fino a formare un tubo straordinariamente sottile. Il diametro di un nanotubo è 10.000 volte più piccolo dello spessore di un capello umano. I fisici sanno bene che, quando si ha a che fare con scale microscopiche, gli oggetti si comportano in modi inaspettati, e questo è uno dei motivi per cui la ricerca fisica mondiale è affascinata dalle proprietà dei nanotubi di carbonio, comprese l’incredibile resistenza e la capacità di condurre corrente elettrica e calore.Steven voleva osservare il comportamento dei fili di una ragnatela quando questi venivano ricoperti dai nanotubi. Sposando la linea della semplicità, ha raccolto da solo le ragnatele nel suo laboratorio con un bastoncino. Per far aderire i nanotubi alla ragnatela, ha scoperto dopo vari tentativi che il metodo migliore era né più né meno che usare una goccia d’acqua.
“Si tratta di un materiale di alta qualità, e utilizzabile per molteplici funzioni”, spiega Steven parlando della sua invenzione. “Può essere usato come sensore di umidità, di tensione, come attuatore (un dispositivo che si comporta come un muscolo artificiale, per esempio per sollevare pesi), e come filo elettrico”.
Invece di aggiungere un ulteriore membro alla famiglia già numerosa di elementi tossici e plastiche non biodegradabili che si trovano nei dispositivi elettronici di oggi, e che finiscono per inquinare l’ambiente, Steven ha preferito condurre la sua ricerca su materiali eco-compatibili. Era particolarmente interessato a materiali che potessero permettere un controllo dell’umidità senza trattamenti complicati o additivi chimici. Le ragnatele erano candidati perfetti allo scopo.
“Comprendere la compatibilità tra la ragnatela e i materiali conduttori è essenziale per poter fare passi in avanti nel suo uso in applicazioni elettroniche”, scrive il fisico statunitense. “La ragnatela è resistente, ma diventa soffice in presenza d’acqua. I nanotubi aderiscono in modo uniforme e si legano alla superficie della seta per produrre, una volta asciugati e contratti, fibre resistenti, malleabili a piacimento da parte dell’utente, flessibili e elettricamente conduttive”.
Tratto da oggiscienza