Arrampicarsi come Spiderman – La tecnologia per il guanto è già esistente

Guanto di Spiderman - Disegno artistico

Un progetto del Politecnico di Torino vuole sfruttare le capacità dei gechi di aderire alle superfici per creare un guanto capace di sostenere il corpo umano [@01]

Nel costruire delle nuove tecnologie spesso facciamo affidamento a fenomeni che la natura ci mette a disposizione e ci mostra ogni giorno. Per l’equilibrio e il movimento dei robot, per esempio, gli ingegneri si sono affidati soprattutto alla postura e alla struttura scheletro-muscolare degli animali.
Il concetto è sempre lo stesso: prendere un fenomeno fisico esistente e replicarlo a nostro uso, multiplicandolo il più possibile.

Con l’evoluzione delle nanotecnologie abbiamo a disposizione degli strumenti capaci di farci avvicinare alla fantascienza e, a volte, di superarla.
Avete presente Spiderman, il supereroe della Marvel che – basandosi sulle capacità dei ragni – è capace di arrampicarsi lungo i muri e di restare sospeso per ore? Il guanto che emula il suo “potere” sarà presto realtà, perché di fatto la tecnologia per realizzarlo è già presente.

Gechi, creature straordinarie con una potente forza di adesione

Guanto di Spiderman - Ragno e geco a confronto

Le setole di un ragno e di un geco al confronto, ingrandite. Sebbene il principio sia lo stesso, la forza di adesione del geco è maggiore perché deve sostenere una massa più grande [@02]

Il fisico Nicola Pugno del Politecnico di Torino (Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica) ha creato un articolo nel 2008 dove spiega come, emulando le caratteristiche dei ragni e dei gechi, sia possibile ottenere un guanto altamente adesivo. Trovate il link diretto al pdf tra le fonti.

L’articolo è tecnico e completo di formule fisiche, ma senza entrare nei dettagli dimostra che le attuali nanotecnologie in carbonio sarebbero in grado di esercitare una forza di aderenza pari a 200 volte quella impressa dai gechi. Questo renderebbe il guanto in grado di sostenere una massa di oltre mille kg.
Il primo prototipo di guanto, tra l’altro, è rivestito di un materiale lavabile in acqua a 30° C e capace di sopportare temperature tra i -70° C e i 250° C.

I gechi sono creature straordinarie. Possono riprodursi per partenogenesi, cioè senza l’intervento del maschio, posseggono una sensibilità oculare elevata (fino a 350 volte rispetto a quella umana) capace di consentire la vista al buio alle specie notturne e in alcuni casi riescono a cambiare colore per mimetizzarsi con l’ambiente.
Oltre a tutto questo, le setole (setae) sotto le zampe permette loro di restare attaccati praticamente ovunque. Non hanno bisogno di emettere nessuna sostanza per aderire, né hanno necessità che vi sia una qualche forma di liquido o di gas sulla superficie: la loro forte aderenza deriva da un fenomeno fisico chiamato «interazione di van der Waals», una forza elettrostatica che viene prodotta dall’attrazione e dalla repulsione tra le molecole.

I gechi posseggono oltre 14 mila setole per millimetro quadrato, divise in centinaia di diramazione larghe all’estremità soltanto 0,2 micrometri (millesimi di millimetro): basta una piccola pressione e aderiscono subito alla superficie. Tra le altre cose, sono capaci di tenersi aggrappati a una foglia dopo una caduta.

Guanto di Spiderman - Esempio d'uso

Nell’immagine si nota un uomo di 63 kg usare guanti magnetici. I guanti di Spiderman avranno lo stesso funzionamento, ma agiranno su qualsiasi tipo di superficie [@03]

Nicola ha specificato che i nanobuti combinano tre forze: la frizione, l’aderenza data dalle forze di van der Waals e l’aderenza capillare (quest’ultima la potete notare quando un liquido resta rialzato rispetto al bordo del contenitore).
Il progetto è ancora un prototipo e applicare la teoria alla massa di un essere umano è ben più complicato: i dati comunque sono promettenti e avremo presto notizie su una possibile realizzazione.

Fonti esterne

Link diretto all’articolo originale di Nicola M. Pugno (inglese, pdf)

Copyright immagini

[01] http://www.zbrushcentral.com/showthread.php?186433-Updates
[02] Immagine estratta dall’articolo originale
[03] Immagine estratta dall’articolo originale

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