Nonostante il fatto che i materiali a memoria di forma abbiano un ottimo potenziale per l'utilizzo in un'ampia varietà di applicazioni, molti di loro hanno una caratteristica: per cambiare la loro forma, richiedono calore. Questo, a sua volta, può essere un problema per il loro utilizzo in ambienti sensibili alla temperatura, come il corpo umano. Tuttavia, il nuovo sviluppo degli scienziati svizzeri non ha questo inconveniente, poiché al posto del calore, il materiale con memoria di forma creato da loro utilizza un fluido magneticamente sensibile. Lo sviluppo è riportato nella rivista Advanced Materials.
Come funziona il materiale a memoria di forma?
Sviluppato da scienziati dell'Istituto svizzero Paul Scherrer e della Scuola tecnica superiore svizzera di Zurigo, il materiale è basato su un polimero contenente silicone con gocce di uno speciale liquido incapsulato al suo interno. Questo "fluido magnetoreologico" a sua volta è costituito da acqua, glicerina e minuscole particelle di ferro carbonile. La composizione del liquido è simile al latte, in cui le particelle di grasso vengono disperse (disciolte) in una soluzione acquosa.
Nel suo stato normale, la struttura del materiale rimane morbida e flessibile. Ma basta influenzarlo con un campo magnetico, e le gocce del liquido in esso contenuto si allungano e le particelle di ferro in esso si allineano lungo la sorgente del campo magnetico. Grazie a questi due fattori, si osserva un aumento di 30 volte della rigidità del materiale.
In pratica, questo significa che se si imposta la forma iniziale di un materiale, e poi si agisce su di esso con un campo magnetico, allora si solidifica e mantiene questa forma fino a quando l'effetto del campo magnetico si ferma. Una volta che ciò accade, il materiale ritorna alla sua forma originale e diventa morbido.
In studi precedenti, gli scienziati hanno già creato materiali a memoria di forma attivati magneticamente, costituiti da polimeri contenenti particelle metalliche. Secondo gli scienziati svizzeri, la particolarità del loro fluido magnetoreologico consente al loro polimero di diventare più rigido.
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Gli scienziati stanno dando voce a diversi potenziali casi d'uso per il loro nuovo materiale. Ad esempio, può essere utilizzato per realizzare cateteri medici in grado di modificare la loro rigidità dopo essere stati inseriti in sicurezza nei vasi sanguigni. Può essere utilizzato per creare pneumatici autoriparanti per veicoli spaziali di ricerca a terra o per essere utilizzato nella produzione di componenti robotici che possono muoversi senza la necessità di motori.
Nikolay Khizhnyak
