Se ti dicessero che è possibile eliminare completamente l’attrito tra due superfici interagenti, probabilmente penseresti di essere in un mondo di fantasia, vero? E invece, grazie al lavoro di un gruppo di scienziati noti come tribologi, questa prospettiva sta diventando una realtà sempre più concreta.
E le scoperte che stanno venendo fatte sono davvero interessanti. Ad esempio, un team di ricercatori dell’Università di Harvard ha studiato le foglie della pianta carnivora “pitcher plant”, che presentano delle microscopiche creste che intrappolano uno strato di liquido nettarino tra di loro. La superficie è così scivolosa che gli insetti che vi atterrano scivolano via e cadono in profonde tasche a forma di brocche, dove degli enzimi li digeriscono. In laboratorio, i ricercatori hanno ricreato la superficie scivolosa delle foglie della pitcher plant creando una rete casuale di nanopali idrorepellenti e nanofibre rivestite di Teflon, e poi immergendoli in un liquido ricco di fluoro. Il liquido ha formato uno strato tra le nanostrutture, impedendo all’acqua e ad altri materiali di fluire tra loro e creando una superficie quasi antiaderente.
Ma cosa può fare per te una superficie priva di attrito? Beh, tutti abbiamo girato qualche uovo su padelle antiaderenti, ma questo è solo la punta di un’enorme banchisa super-scivolosa.
Questa è solo una delle scoperte incredibili che stanno emergendo dalla ricerca nell’ambito della tribologia, la scienza dello studio dell’attrito, dell’usura e della lubrificazione delle superfici. E chissà quali altre sorprese ci riserverà il futuro!
Superfici Resistenti ai Batteri
Ciao! Oggi voglio parlarti dei biofilm, tappeti di microrganismi come batteri o funghi che crescono attaccati a una superficie solida. Sai, i biofilm causano un sacco di problemi ai fornitori di assistenza sanitaria. Secondo il National Institutes of Health, la formazione di biofilm causa il 65 percento di tutte le infezioni microbiche umane. È impressionante, vero?
Ora, potresti pensare che una pulizia accurata sia la soluzione al problema, ma i biofilm resistono ostinatamente allo scrubbing e tendono a ignorare gli effetti degli antibiotici. La soluzione migliore coinvolge la prevenzione, impedendo ai batteri di attaccarsi a una superficie in primis. Ecco perché è stato studiato un trattamento che rende la superficie priva di attrito!
Un biofilm inizia la sua vita quando alcuni microorganismi felici e spensierati passano accanto a un piano di lavoro o a uno strumento chirurgico e si attaccano, usando molecole adesive appiccicose o strutture chiamate pili. Una volta attaccate, questo piccolo gruppo di cellule secrete una sostanza polimerica extracellulare, o EPS, che agisce come cemento per tenere le cellule – e la loro progenie – permanentemente al loro posto. Ma se si può interrompere il processo di attaccamento, si può impedire la formazione del biofilm.
Ed è proprio quello che un team di scienziati dell’Università di Nottingham nel Regno Unito ha fatto. Rivestendo superfici di laboratorio e dispositivi medici come i cateteri con un polimero acrilico simile a quelli usati nell’industria dei plastici, i ricercatori sono stati in grado di impedire ai pionieri batterici di trovare un punto d’appoggio. Il risultato: hanno riscontrato una riduzione del 97 percento della copertura del batterio Staphylococcus aureus. Fantastico, non trovi?
Questa ricerca potrebbe davvero rivoluzionare la prevenzione delle infezioni ospedaliere e migliorare notevolmente la sicurezza dei pazienti. Chi l’avrebbe mai detto che un trattamento per rendere le superfici prive di attrito avrebbe potuto avere un impatto così significativo sulla salute pubblica? La scienza è davvero sorprendente!
Flaconi per condimenti antiaderenti
Ciao, sei mai stato frustrato nel cercare di far uscire il ketchup, la maionese o la salsa barbecue da una bottiglia? La scienza potrebbe aver trovato una soluzione a questo problema quotidiano che affligge molte persone. Immagina di poter godere di una salsa che scorre dolcemente fuori dalla bottiglia, senza dover agitarla o sollecitarla. Sei pronto per scoprire di che si tratta?
Sai, negli anni ’70 Heinz ha costruito un’intera campagna pubblicitaria attorno al suo ketchup super spesso, amico della frizione. Hanno persino preso in prestito il successo di Carly Simon “Anticipation” per promuovere le virtù di un “sapore che vale la pena aspettare”. Ma sapere che sulle bottiglie di salsa finiscono ogni anno circa un milione di libbre (453.592 chilogrammi) di salsa sprecata ti fa riflettere sulla necessità di trovare una soluzione a questo problema.
Immagina se ci fosse un materiale speciale in grado di rivestire l’interno delle bottiglie e impedire alle salse di attaccarsi alla superficie. Questo rivoluzionario materiale, chiamato LiquiGlide, è stato sviluppato da un team di ingegneri meccanici e nanotecnologi dell’Università di Harvard. È definito come un “liquido strutturato” – rigido come un solido, ma scivoloso come un liquido. Il rivestimento all’interno di una bottiglia trattata con LiquiGlide permette al contenuto di fluire come… beh, come il guano di un’oca.
Immagina di non dover buttare via più salsa per colpa della bottiglia incapace di rilasciarla. E non solo: questo rivestimento potrebbe anche ridurre la quantità di plastica utilizzata per ogni bottiglia, con un impatto positivo sull’ambiente. E se ti dicessi che il materiale è completamente atossico e insapore, sarebbe fantastico, vero?
Insomma, la scienza può davvero rendere la vita di tutti i giorni un po’ più agevole, anche quando si tratta di salse condite. Magari un giorno non lontano tutte le bottiglie di ketchup, maionese e salsa barbecue potrebbero avere questo rivoluzionario trattamento interno. E tu, cosa ne pensi? Saresti pronto a provare una bottiglia rivestita con LiquiGlide?
Sottomarini antiaderenti
Cara/o spettatrice/ore, oggi voglio portarti in un mondo poco conosciuto, quello dei sottomarini e delle tecnologie usate per renderli più efficienti. Gli ingegneri, da oltre 200 anni, si sono imbattuti in una sfida insormontabile: il drag causato dalla frizione del mare contro la superficie esterna dello scafo. Si parla di una “frizione della pelle” che potrebbe costituire il 65 percento del drag sui sottomarini.
Per risolvere questo problema, è stata ipotizzata l’implementazione di un sistema di espulsione di polimeri. Questo sistema prevede che il polimero sia immagazzinato in un serbatoio e poi espulso attraverso una serie di portelli mentre il sottomarino si muove. Il polimero scorre sulla superficie e riduce l’interazione delle molecole d’acqua con la superficie. Purtroppo, però, questo sistema aumenta anche il peso del mezzo.
Ma ora, nuove tecnologie sembrano offrire una soluzione migliore: rivestire i sottomarini con una superficie antiaderente grazie a una rivoluzionaria nanotecnologia. Il materiale non appare straordinario a occhio nudo, ma se osservato al microscopio, si notano minuscoli aghi spaziati solo un paio di milionesimi di metro l’uno dall’altro. Gli aghi si appoggiano, come un prato, su una superficie di teflon. Quando l’acqua colpisce il materiale, incontra aria intrappolata negli spazi tra gli aghi. Questo rende il materiale estremamente scivoloso, con un’aderenza inferiore del 99 percento rispetto a una normale superficie in teflon senza aghi nano dimensionali.
I sottomarini rivestiti con questa nanotecnologia avrebbero una ridotta resistenza del materiale e richiederebbero meno carburante per propelersi. E, sì, un impermeabile fatto dello stesso materiale ti proteggerebbe molto meglio del più costoso trench coat di Londra.
Spero che questa incursione nel mondo dei sottomarini ti abbia affascinato tanto quanto ha affascinato me nel raccontartela. Alla prossima!
Piero Angela
Sistema di de-icing per aeroplani aeromobili
Cara/o spettatrice/spettatore, Hai mai pensato a quanto sia incredibile la scienza e la tecnologia? La ricerca continua a portarci scoperte sorprendenti che possono rivoluzionare il nostro modo di vivere, come ad esempio la progettazione di aerei con ali così lisce che non permettono la formazione di ghiaccio. Immagina di volare su un aereo così innovativo!
Ti spiego: di solito, le ali degli aerei possono accumulare ghiaccio, il che compromette la capacità di volo. Per combattere questo problema, i team di ricerca stanno esplorando diverse tecnologie nanometriche che potrebbero rendere le ali degli aerei resistenti alla formazione di ghiaccio.
Un gruppo di scienziati della GE Global Research ha sviluppato un rivestimento nanotessurato superidrofobico (ovvero antiacqua) che riduce drasticamente l’adesione del ghiaccio sulle superfici delle ali. Questo significa che potremmo volare su aerei con ali che respingono letteralmente il ghiaccio. Fantastico, non trovi?
Inoltre, un team presso la North Carolina State University sta sperimentando un polimero antiaderente che, unito a un substrato elastico, impedisce al ghiaccio di formarsi sulle ali. Questo polimero viene applicato al substrato quando il materiale elastico viene leggermente allungato. Quando la tensione si rilassa, il substrato stringe insieme le molecole del polimero in una configurazione superdensa, impedendo al ghiaccio di aderire.
Queste innovazioni potrebbero cambiare completamente il nostro modo di viaggiare in aereo, rendendo i voli più sicuri e efficienti, senza dover preoccuparsi dell’accumulo di ghiaccio sulle ali.
La scienza e la tecnologia continuano a stupirci con soluzioni innovative per migliorare la nostra vita quotidiana, dimostrando che il futuro è pieno di potenzialità sorprendenti.
Buona visione, Piero Angela
Le pareti che respingono i graffiti
Nel panorama urbano delle grandi città, la presenza di graffiti rappresenta da sempre una sfida per le autorità locali. I graffiti sono spesso espressione di arte urbana, ma quando vengono applicati in modo illegale su edifici, ponti e cartelli stradali, diventano una forma di vandalismo difficile da contrastare.
Immagina di camminare per le strade della tua città e di notare i segni lasciati dai graffiti artisti. Ti rendi conto di quanto impegno e risorse siano necessari per ripulire e riparare ogni volta i danni causati da questo tipo di vandalismi. A Chicago, ad esempio, nel solo 2024 sono stati spesi ben 4,1 milioni di dollari per contrastare il fenomeno dei graffiti. E non è finita qui: nel 2024 sono state rimosse ben 137.459 opere di questo genere da ponti, edifici e segnaletica urbana.
Ma c’è chi, invece di limitarsi a ripulire i graffiti, si è dedicato alla ricerca di soluzioni innovative per prevenire i danni. Immagina di poter rivoluzionare gli spazi urbani con pareti e segnaletica anti graffiti, in grado di respingere gli attacchi dei vandali. Gli scienziati, ispirandosi alla natura, hanno studiato le foglie di loto, che grazie alla loro struttura microscopica ricoperta da cera, riescono a respingere l’acqua in modo simile a come un’anatra respinge la pioggia grazie al piumaggio idrorepellente.
Immagina di poter applicare questa tecnologia alle pareti degli edifici e ai cartelli stradali, creando una superficie che respinge la vernice, rendendo estremamente difficoltoso per i graffiti artisti lasciare il proprio segno. Così, i sindaci delle città potrebbero dormire sonni più tranquilli, sapendo che le loro strade resteranno libere da vandalismi.
Pensa a quanto sarebbe rivoluzionario dotare le città di questa tecnologia anti-graffiti, riducendo notevolmente la spesa per le operazioni di pulizia e riparazione. E chissà, magari un giorno camminando per la tua città potresti ammirare le pareti e i cartelli “intoccabili” dai graffiti, grazie alla tecnologia ispirata alla natura e trasformata in realtà dalla mano dell’uomo.
Automobili che si puliscono da sole
Ciao! Oggi ti porterò a conoscenza di una scoperta davvero interessante proveniente dai Paesi Bassi. Hai mai pensato a quanto sia faticoso lavare l’auto o a quanto sia dannoso per l’ambiente? I ricercatori dell’Università di Tecnologia di Eindhoven, invece, hanno preso in considerazione questa problematica e hanno trovato una soluzione innovativa.
Sai, è davvero impressionante capire come la scienza possa migliorare prodotti già esistenti, come in questo caso un rivestimento resistente all’acqua. Questo rivestimento, inizialmente, conteneva delle nanocapsule che respingevano l’acqua e rilasciavano agenti detergenti in caso di graffi o imperfezioni. Tuttavia, queste nanocapsule avevano una durata limitata nel tempo.
Ecco dove entra in gioco la genialità dei ricercatori olandesi. Hanno ridisegnato la struttura nano del rivestimento in modo tale che le nanocapsule siano montate su steli. In pratica, quando una capsula viene disturbata, un altro stelo sottostante si solleva per ripristinare la superficie alla condizione originale. Fantastico, vero?
Immagina di avere un’auto che si pulisce da sola con una semplice pioggia, dimenticandoti finalmente di dover lavarla ogni volta che si sporca. E che dire dei “regali” che ci lasciano gli uccelli? Anche quelli non saranno più un problema.
Ecco come la tecnologia può migliorare la nostra vita quotidiana, rendendo più facile e sostenibile la cura dei nostri mezzi di trasporto. Speriamo che questa innovazione possa presto essere disponibile per tutti, rendendo le strade più pulite e il nostro impegno per l’ambiente sempre più concreto.
Pulizia dei tubi senza ostruzioni
Benvenuto nel mondo affascinante delle tubature e dei sistemi idraulici, Della scienza! Ti troverai interessanti quanto inaspettate notizie sulla curiosa relazione tra il Black Friday e i nostri Sembra incredibile ma, secondo fonti attendibili, il venerdì nero è il momento ideale per le tubature intasate sia in bagno che in cucina.
Ma come avviene questo strano fenomeno? Beh, tutto ha inizio quando una piccola quantità di detriti si attacca all’interno di una tubatura e funge da nucleo su cui altri materiali si accumulano. Per esempio, se versi del grasso nel lavandino della cucina, questo si attacca alle pareti della tubatura e i residui di cibo si attaccano al grasso. Con il passare del tempo, l’ostacolo cresce e l’acqua si accumula dietro l’ostruzione.
Ma non temere, perché nel futuro tutte le tubature saranno rivestite con un innovativo rivestimento antifrizione. Questo prevenirà l’accumulo di detriti e renderà gli intasamenti praticamente inesistenti. Molte aziende hanno già investito in tecnologie simili: ad esempio, i produttori chimici utilizzano comunemente tubi rivestiti di politetrafluoroetilene, noto anche come PTFE. Potresti riconoscere il PTFE col suo nome commerciale più comune: il Teflon, lo stesso materiale che riveste le tue padelle antiaderenti. Quando utilizzato nelle tubature, il PTFE previene l’accumulo di detriti e ostacoli, rendendo gli ambienti di produzione molto più efficienti.
Finché non potrai avere tubi rivestiti di Teflon nella tua casa, potrebbe essere meglio salutare zio Fred con una pacca sulla spalla. O rifornirti di sturalavandini e prodotti chimici per lo sblocco dei tubi.
Tecniche di prevenzione anti-incrostazioni sulle carene delle barche
Della scienza, sai, di solito non si pensa molto ai barnacoli a meno che tu non possieda una nave. Ma per le marine militari, i porti turistici e le imbarcazioni da pesca commerciali, è una preoccupazione seria. Secondo uno studio del 2024 condotto dai ricercatori dell’Accademia Navale degli Stati Uniti, il bio-fouling, ovvero l’adesione dei piccoli crostacei marini allo scafo o alle pale dell’elica, costa alla Marina militare 56 milioni di dollari l’anno o 1 miliardo in 15 anni. E questo riguarda solo una classe di navi, le caccia missilistiche classe Arleigh Burke.
La maggior parte di questi costi riguarda un processo di pulizia e pittura che esiste da secoli. Prima, la nave viene messa in cantiere, poi i lavoratori raschiano i barnacoli dallo scafo e dalle pale dell’elica. Infine, trattano le superfici esposte con una vernice contenente stagno o rame. I metalli nella vernice sono tossici per le larve dei barnacoli, impedendo loro di fissarsi e trovare una casa permanente. Ma la vernice si consuma nel tempo, il che significa che le navi devono essere pulite ripetutamente durante la loro vita.
Per fortuna, gli scienziati hanno scoperto ciò che potrebbe essere un approccio migliore. Dopo aver appreso che i barnacoli preferiscono le superfici lisce, hanno creato un materiale micro-testurizzato contenente picchi e valli di dimensioni comprese tra 1 e 100 micrometri. Poi hanno esposto il materiale all’acqua di mare piena di barnacoli per misurare quanta adesione avesse luogo. Hanno scoperto che quando la topografia della superficie rimaneva nell’intervallo di 30-45 micrometri, il fissaggio dei barnacoli era ridotto del 92% rispetto alle superfici lisce. La ricerca potrebbe portare alla realizzazione della prima nave antiaderente e anti-barnacoli del futuro.
La scienza, con la sua capacità di osservare la natura e crearne applicazioni pratiche, ci regala sempre nuove soluzioni sorprendenti per i problemi della vita quotidiana. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare l’industria navale, riducendo i costi e l’impatto ambientale legati alla pulizia e alla verniciatura delle navi.
Piero Angela
Il chewing gum che non si attacca
Benvenuto nella giungla di cemento di una grande città, Ti trovi forse a masticare un po’ di gomma da masticare? Allora sappi che ogni volta che sputi quel pezzo appiccicoso per terra, in realtà stai contribuendo a pagare più tasse. Ti chiederai come sia possibile, ma ti spiego subito: la rimozione delle gomme da masticare dai marciapiedi e dalle strade richiede l’uso di sostanze chimiche, idropulitrici, lavasciuga e operatori che si occupano di questa spiacevole mansione. Puoi immaginare quanto ciò possa costare alle casse pubbliche.
Ma non preoccuparti, la scienza è qui per aiutarci! Una società britannica, la Revolymer, ha sviluppato una gomma da masticare rivoluzionaria, chiamata Rev7, che può essere facilmente rimossa da una varietà di superfici, dai marciapiedi di pietra alle moquette, dai tessuti agli abiti. Come è possibile? Gli scienziati di questa società hanno aggiunto alla base della gomma un composto chimico che è sia idrofilo (cioè attratto dall’acqua) che idrofobo (ossia respinge l’acqua e ama l’olio). Questa peculiare combinazione rende la gomma morbida e plasmabile grazie alla sua affinità per l’olio, ma allo stesso tempo la sua attrazione per l’acqua permette alla gomma di rimanere sempre avvolta da un sottile strato d’acqua, anche quando non è in bocca a qualcuno. Ed è proprio questo strato d’acqua che rende possibile staccare la gomma Rev7 da qualsiasi superficie.
Tuttavia, Non vorremmo che questa innovazione diventi una scusa per gettare la gomma da masticare ovunque tu voglia. La signorina Galateo suggerisce che ogni residuo di gomma, anche se privo di attrito, debba essere smaltito correttamente. È importante mantenere pulito il nostro ambiente urbano, è davvero così difficile?
Costumi da bagno in tessuto di squalo
Siete mai stati incuriositi dal fatto che alcuni atleti sembrino nuotare come veri e propri squali? Questo non è solamente merito della loro abilità fisica, ma anche di un incredibile costume da bagno ad alte prestazioni. Si tratta del famoso LZR Racer della Speedo, un vero e proprio concentrato di tecnologia che imita la pelle degli squali per migliorare le capacità di nuoto.
Questo straordinario costume sfrutta pannelli in poliuretano per trattenere aria e comprimere il corpo, aumentando la galleggiabilità e riducendo la resistenza all’acqua. Ma non è tutto: il tessuto del LZR Racer è rivestito con nanoparticelle idrofobiche che respingono letteralmente l’acqua, diminuendo l’attrito lungo il corpo del nuotatore. Grazie a questi innovativi accorgimenti, i nuotatori agonisti sono riusciti a battere numerosi record mondiali, tanto da vedere poi il divieto di utilizzo di tali costumi alle Olimpiadi di Londra del 2024.
E pensate che potrebbero essere in arrivo costumi ancora migliori, ispirati sempre di più alle vere squame degli squali, caratterizzate da scanalature longitudinali. Questa superficie ruvida riduce la formazione di turbolenze lungo il corpo di uno squalo in movimento, permettendo loro di scivolare in acqua come missili quasi privi di attrito. La Speedo continua a sperimentare texture ispirate agli squali per migliorare i propri costumi da bagno, anche se gli atleti olimpici non potranno mai indossarli in gara.
Ma nonostante tutto, nulla vi vieta di immergervi in questa seconda pelle e lasciare a bocca aperta la concorrenza nella vostra piscina locale. Siate pure dei veri e propri squali, anche se solo per il piacere di sentirvi come dei campioni del nuoto!
Molte Altre Informazioni
Nota dell’autore: 10 utilizzi folli per superfici completamente ‘senza attrito’
Cosa succede quando si combinano fantasia e inventiva con un pizzico di follia? Beh, prendi ispirazione da Clark W. Griswold e il suo lubrificante da cucina siliconico e non calorico! Immagina di poter creare una superficie 500 volte più scivolosa di qualsiasi olio da cucina. Beh, forse non proprio così estremo, ma puoi ottenere risultati sorprendenti.
Pensa ad esempio a come potresti utilizzare questa nuova invenzione per migliorare la tua vita quotidiana. Magari potresti renderla parte integrante delle tue attività all’aria aperta, come sciare o pattinare sul ghiaccio. Immagina di poter scivolare con estrema facilità lungo una pista innevata, sentendo l’adrenalina fluire mentre ti lasci trasportare dalla velocità.
E non finisce qui: prova ad immaginare gli utilizzi pratici di un lubrificante così innovativo in cucina. Forse potrebbe rendere più agevole la preparazione di certi piatti, o magari potresti utilizzarlo per facilitare la pulizia delle pentole e padelle. Insomma, le possibilità sono davvero molte e solo la tua fantasia può porre dei limiti a quanto potresti ottenere con un prodotto del genere.
Ovviamente, come sottolineato da Clark, bisogna anche fare attenzione all’uso di prodotti così scivolosi, ma sicuramente le potenzialità di una tale invenzione sono allettanti. La combinazione di creatività e innovazione può portare a risultati sorprendenti, quindi non avere paura di mettere alla prova le tue idee più stravaganti. Potresti stupirti dei risultati.
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Ciao, Oggi voglio parlarti di una straordinaria scoperta che potrebbe rivoluzionare diversi settori della nostra vita quotidiana. Si tratta di un rivestimento chiamato LiquiGlide, che è stato ispirato da alcune curiose incredibili osservazioni sul comportamento di alcune sostanze.
Immagina di poter applicare questo rivestimento su qualsiasi superficie e renderla praticamente non appiccicosa. Sì, hai capito bene, niente più fastidiosi accumuli di gomma da masticare sotto i tavoli o sui marciapiedi! Questo incredibile rivestimento renderebbe anche le superfici delle navi e degli aerei meno suscettibili al biofouling, consentendo loro di rimanere pulite e efficienti per periodi più lunghi.
Come ti immagini, questo tipo di tecnologia ha il potenziale per influenzare positivamente numerosi settori. Immagina le nuove possibilità in campo medico, con materiali che impediscono l’adesione batterica e riducono il rischio di infezioni. Inoltre, pensa al potenziale impatto positivo sull’industria marittima e aeronautica, con riduzioni di spesa per la manutenzione e miglioramenti alla sicurezza.
Questa scoperta ci dimostra quanto il mondo naturale possa ispirare l’innovazione umana. Dalle superfici antiaderenti ispirate alle foglie di loto alle strategie di riduzione della resistenza offerte dai pesci e dalle piante carnivore, la natura è fonte inesauribile di ispirazione per la nostra tecnologia.
Immagina un futuro in cui le superfici non saranno più un problema da pulire o da mantenere efficienti, grazie a invenzioni come LiquiGlide. Sembra fantascienza, ma è la realtà in cui potremmo vivere presto, grazie a queste incredibili scoperte.