Alcuni scienziati all’università di Berkley hanno sviluppato nanopolimeri che mimano l’adesione direzionale delle zampe dei gechi.

Noto non solo per essere la carismatica mascotte di una famosa compagnia di assicurazione per auto americana, il geco è rinomato anche per la sua quasi magica abilità di scalare superfici verticali liscie e correre lungo soffitti sfidando con sorprendente facilità la forza di gravità.

Molto lavoro è stato investito nello sviluppo di materiali che replichino le proprietà adesive della peluria del pollice del geco, e basandosi sul lavoro passato, Ron Fearing ed il suo team di ricerca all’università della California, hanno sviluppato un materiale che è vicino a questo risultato come mai prima d’ora.

Mentre il lavoro di molti gruppi aveva prodotto materiali collosi con potere adesivo anche maggiore delle zampe del geco, pochi sono riusciti a fare questo mantenendo il delicato equilibrio raggiunto dalla natura. Piuttosto che sulla semplice adesione dovuta all’aspirazione, la microscopica peluria del geco dipende dalle forze di Van der Waals. La forze di Van der Waals sono un’attrazione temporanea tra molecole stabili e atomi individuali dovuta alla polarizzazione casuale delle particelle. Poichè l’effetto è molto più debole rispetto a legami covalenti o ionici, può anche essere infranto più facilmente.

Il nuovo materiale è una struttura di microscopiche fibre di polipropilene, ogni fibra possiede un diametro di circa 0.6 micron, circa un centesimo del diametro di un capello umano, e lunghi 20 micron o un quinto dello spessore di un foglio di carta. Ci sono approssimativamente 42 milioni di steli di microfibra in un centimetro quadrato di materiale. Su una superficie liscia e pulita, due centimetri quadrati dell’adesivo potrebbero reggere 400 grammi, ma allo stesso tempo si solleva con facilità e senza lasciare residui.

Proprio come le zampe del geco, il materiale si attacca solo quando viene mosso o gli viene applicata una forza, come il peso nel paragrafo precedente, lungo una superficie liscia. Le forze perpendicolari non contribuiscono alla forza adesiva se non tramite vettori diagonali, per cui tanto più le fibre vengono a contatto con la superficie, tanto più l’adesione si rafforza.

“Questa differenza è critica poichè quando si scalano superfici verticali, non ci si può permettere di utilizzare troppa energia per premere contro la superficie al fine di rimanere attaccati”, spiega Fearing che è professore di ingegneria elettronica e informatica all’università di Berkley. “Usare forza per incollarsi richiede forza anche per staccarsi. Un geco che corre in salita può attaccare e staccare le sue zampe 20 volte al secondo, per cui si stancherebbe molto presto se dovesse faticare per sollevare la sua zampa ad ogni passo”.

Anche se il materiale in microfibra funziona perfettamente su superfici pulite e liscie, e grazie alle sottili fibre di polipropilene, è meno soggetto al raccogliere particelle estranee rispetto ad altri materiali, il prossimo passo del team di Fearing è quello di creare un materiale simile che possa aderire anche su superfici ruvide rimanendo auto pulente.