La scienza dietro i superpoteri di SpiderMan

• Un team dell’Università della Pennsylvania ha realizzato un gel che permette l’adesione alle superfici
• Gli esperti si sono ispirati alle tele dei ragni
• “La tela di ragno ha strutture multilivello, o gerarchia; non sono fatte di un unico tipo di proteine. Sono fatte di proteine diverse, con morfologie e orientamenti differenti”, ha spiegato il professor Shu Yang, capo della ricerca
• Il team  ha osservato anche i gechi, che utilizzano fibre capillari sulle punte delle zampe per scalare le pareti
• Il risultato è un materiale che “Non si restringe molto e si asciuga molto velocemente, quindi mantiene la sua forma e in pochi minuti cambia mille volte la sua elasticità, per cui in un attimo passa da morbido e flessibile a molto rigido, come il plexiglass”

SpiderMan è stato uno dei supereroi preferiti in tutto il mondo fin dalla sua nascita. Il carisma di Peter Parker è passato dalle pagine dei fumetti ai cartoni animati e ai film. Con il franchising degli Avengers, ha raggiunto le nuove generazioni, e proprio come i nostri nonni sognavano di oscillare su una ragnatela attraverso gli edifici di Manhattan, anche i bambini di oggi sognano di scalare le pareti a mani nude.

Come risaputo da tutti i fan della Marvel, Parker è anche un eroe scientificamente esperto, che realizza i suoi costumi e la sua attrezzatura, e continua a ispirare il pubblico da oltre mezzo secolo dopo essere stato originariamente portato in vita da Stan Lee e Steve Ditko. E mentre i ragni radioattivi potrebbero non essere in agguato nei laboratori per dare agli studenti ignari la possibilità di scalare le pareti, i superpoteri di SpiderMan e le sue tele sintetiche potrebbero non essere completamente fuori dalla nostra portata.

Un gruppo di scienziati dell’Università della Pennsylvania, guidato dal professor Shu Yang, specializzato in scienze dei materiali e ingegneria, nonché in ingegneria e chimica biomolecolare, si è concentrato sulla creazione di un gel che permette l’adesione alle superfici, con qualità reversibili.

“Materiali ispirati alla tela di ragno”

Il professor Shu Yang si è specializzato nello sviluppo di nuove metodologie per controllare la creazione, la produzione e le proprietà di materiali con strutture uniche e funzionali ispirate alla biologia, come ad esempio le tele di ragno: “ci sono diversi tipi di allineamento dei fili, il che è molto critico. È simile ai tendini, ognuno dei quali ha una direzionalità. Puoi piegare un braccio in una direzione ma non in un’altra”, ha detto il professor Yang a PennToday, il blog ufficiale dell’università.

“La tela di ragno ha strutture multilivello, o gerarchia; non sono fatte di un unico tipo di proteine. Sono fatte di proteine diverse, con morfologie e orientamenti differenti. E ci sono sette diversi tipi di ghiandole che i ragni producono per filare le loro tele. Inoltre, i ragni intrecciano queste tele in reti orbitali di diverse geometrie, e questo ne aumenta anche la forza. Se la ragnatela è nel vento, può muoversi, ma in realtà non si spezza. Avere questo tipo di geometria è molto importante”.

Il team dell’Università della Pennsylvania ha osservato anche i gechi, che utilizzano fibre capillari sulle punte delle zampe per scalare le pareti: “il problema è che il geco pesa solo 50 grammi e ha milioni di fibre nella zampa. È troppo ingegneristico. Un essere umano ha almeno 50 chili di peso, ed è mille volte più grande”, ha commentato il professor Yang.

“In confronto, l’adesione della super-colla è di circa 1.000 newton per centimetro quadrato di forza, il nastro adesivo è 50, e il geco è solo circa 10. Così i ricercatori affrontano questo dilemma: se si vuole che sia super forte, come la super-colla, non è reversibile, e se lo si vuole reversibile, non è possibile farlo diventare super forte. Abbiamo inviato per la pubblicazione un nuovo studio che si concentra su un superadesivo reversibile, con proprietà simili a quelle che permettono a SpiderMan di scalare le pareti”.

Come funziona?

“È super resistente e reversibile: il mio studente ha usato strisce di 2 centimetri quadrati per reggere se stesso. È fatto di un idrogel che è stato usato nelle lenti a contatto. Come sapete, se immergete in acqua una lente a contatto è morbida, pieghevole, ma se vi dimenticate di metterla in acqua, diventa secca e fragile o vetrosa. Il nostro materiale è gommoso nell’acqua e vetroso quando è asciutto“, ha spiegato il professor Yang.

“Non si restringe molto e si asciuga molto velocemente, quindi mantiene la sua forma e in pochi minuti cambia mille volte la sua elasticità, per cui in un attimo passa da morbido e flessibile a molto rigido, come il plexiglass. Quando diventa rigido è molto difficile separarlo dal substrato, ma se si aggiunge dell’acqua, si gonfia e diventa scivoloso, quindi può essere separato”. Approfittando dell’intervista, PennToday ha chiesto al professor Yang se Peter Parker potrebbe essere un buon scienziato nella vita reale:

“La cosa più importante di uno scienziato o di un innovatore è la curiosità. Peter Parker è curioso. Vide questo ragno, si chiese cosa stesse succedendo e fu morso. Si tratta anche di non aver paura di correre rischi. Va sempre bene commettere errori perché se lo fai, impari e puoi provare cose nuove”, ha risposto il professor Yang. “Nel frattempo, vorrei che i miei studenti facessero prima i compiti a casa e anticipassero il rischio. Ho detto loro di fornirmi un piano prima di fare l’esperimento“, ha aggiunto:

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“Pensate a quale sia il risultato potenziale, a cosa prestare attenzione, in modo che la vostra ricerca sia più produttiva. Se qualcosa non è stato previsto, sarà più facile per voi risalire a ritroso e scoprire il perché. In questo modo si aprirà una nuova fase di scoperta e comprensione“, ha concluso il professor Yang. Mentre gli scienziati dell’Università della Pennsylvania continueranno a lavorare allo sviluppo di un materiale che ci permetterà di scalare le pareti, non ci resta che accontentarci di vedere le incredibili acrobazie di SpiderMan.

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Questo articolo è stato verificato con:

• https://lifeandstyle.mx/tech/2019/07/03/crean-gel-trepar-paredes-como-spider-man
• https://penntoday.upenn.edu/news/science-behind-spider-mans-superpowers
• https://www.inverse.com/article/56439-spiders-spiral-orb-webs-sticky-glue-silk-protein

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