Analizzando esemplari di gamberi mantidi, gli scienziati dell’Università della California a Irvine hanno fatto interessanti scoperte confermando innanzitutto la forte resistenza che questi animali marini possono vantare per quanto riguarda i loro “bastoni dattili”.
Si tratta di due appendici simili a martelli che questi animali usano per bastonare e uccidere le prede. Con le loro sventagliate di “pugni” ad una velocità che supera gli 80 km/h, i gamberetti mantidi riescono ad uccidere anche le prede più resistenti ma al tempo stesso non subiscono alcun danno.
Le proprietà del materiale con cui questi appendici sono fatte potrebbero rivelarsi interessanti proprio nel contesto della scienza dei materiali e in applicazioni quali quelle del settore automobilistico così come in quello aerospaziale.
I ricercatori hanno esaminato l’architettura di queste appendici alla nanoscala tramite potenti microscopi soffermandosi soprattutto sui componenti dello strato superficiale. Hanno notato che la superficie di queste appendici è fatta da nanoparticelle simili a sfere bicontinue fatte a loro volta da nanocristalli intrecciati organici e inorganici.
Quelli inorganici sono mesocristallini, impilati uno sopra l’altro come se fossero dei pezzi di Lego. Queste particolari strutture possono rompersi nel corso degli impatti ad alta velocità, cosa che diminuisce di molto le conseguenze dell’impatto stesso sull’intera appendice.
Nel corso degli impatti meno veloci, invece, entra in azione la struttura dei nanocristalli organici che tende a deformarsi come una sorta di Marshmallow per poi riprendersi non appena la fase dell’impatto termina, come spiega David Kisailus, un professore di scienza dei materiali impegnato nello studio.
Queste strutture, fatte di materiali inorganici rigidi e organici morbidi, “conferiscono proprietà di smorzamento impressionanti al rivestimento senza compromettere la rigidità”, una combinazione che non si può vedere in qualsiasi materiale attualmente sviluppato con qualunque tecnologia.
Ora che hanno fatto queste scoperte gli scienziati sperano di poter imitare queste strutture naturali in laboratorio onde creare materiali dalla resistenza simile unita alla flessibilità necessaria per attutire i colpi.
Approfondimenti
- A natural impact-resistant bicontinuous composite nanoparticle coating | Nature Materials (IA) (DOI: 10.1038/s41563-020-0768-7)
