Nel regno animale c’è un nuovo record, e a conquistare il podio questa volta sono le comuni, e sedentarie, patelle. Questi molluschi poco appariscenti, presenti sugli scogli di moltissime località di mare, produrrebbero infatti il materiale biologico più duro presente in natura. A scoprirlo è stato un team di ricercatori dell’Università di Portsmouth, che in uno studio pubblicato sul Royal Society journal Interface ha analizzato la composizione atomica e la durezza dei minuscoli denti delle patelle, scoprendo che presentano una resistenza maggiore a quella di molti materiali sintetici prodotti dall’uomo, sufficiente a spodestare il precedente detentore del record di bio-materiale più duro: la tela dei ragni.
“Fino a oggi pensavamo che la seta dei ragni fosse il materiale biologico più resistente”, racconta Asa Barber, ricercatore dell’Università di Portsmouth che ha coordinato lo studio. “Si tratta infatti di un materiale fortissimo, le cui potenziali applicazioni tecnologiche vanno dai giubbotti antiproiettile all’elettronica. Ma oggi abbiamo scoperto che la resistenza dei denti delle patelle è ancora maggiore”.
Le strutture in questione sono microscopiche escrescenze formate da un composto di minerali (la Goethite) e proteine, che cospargono la radula: una sorta di lingua, usata da questi molluschi per grattare dalle rocce le alghe di cui si nutrono e scavare dei solchi che le aiutano ad aderire agli scogli. Per scoprirne il segreto, i ricercatori hanno utilizzato un microscopio a forza atomica, uno strumento che permette di studiare il comportamento meccanico di un materiale su scala nanometrica. Raccogliendo circa dieci denti di patella (ognuno dei quali è lungo meno di un millimetro) hanno ottenuto un campione di volume sufficiente per effettuare le analisi, e ne hanno quindi misurato la forza tensile: ovvero la quantità di forza che può sopportare un materiale prima di rompersi.
I risultati del test hanno dimostrato che la fibra di cui sono composti i denti della patella è in grado di sopportare ben 5 gigapascal (Gpa) di tensione. Numeri da record, circa cinque volte superiori a quelli sopportati dalla tela della maggior parte delle specie di ragno (anche nelle specie più esotiche non è comunque mai stata scoperta una seta con resistenza superiore ai 4,5 Gpa).
Per spiegare quanto sia resistente il materiale in questione, i ricercatori fanno notare che le cifre misurate sono superiori a quelle di sostanze super resistenti come il kevlar, e di poco inferiori alle più efficienti fibre di carbonio mai realizzate. 5 Gpa infatti sono all’incirca la pressione che serve perché nella crosta terrestre il carbonio si trasformi in diamanti.
Le fibre che compongono i denti delle patelle avrebbero inoltre un’altra caratteristica meccanica pressoché unica, che li rende candidati ideali per lo sviluppo di nuovi materiali super tecnologici. Nel loro caso infatti le dimensioni non contano. “Normalmente una struttura di dimensioni maggiori contiene più facilmente imperfezioni che ne compromettono la resistenza rispetto a strutture di dimensioni minori”, spiega Barber. “Il problema quindi è che per molti materiali bisogna creare strutture piuttosto grandi, e questo le rende meno resistenti di quanti vorremmo. I denti delle patelle fanno eccezione, perché la loro resistenza sembra rimanere la stessa, indipendentemente dalle dimensioni”.
via Wired.it
Credits immagine: University of Portsmouth
