SCIENZA
Biomateriali del futuro
Da un crostaceo la corazza di Iron Man?
Il guscio di una cicala di mare che vive nell'OCeano Indiano studiato per la struttura super-resistente
Tra i tanti e meravigliosi abitanti dei mari, ce ne sono alcuni che fanno quasi paura per la mole, altri per la (più o meno supposta) ferocia, altri ancora meravigliano per l'intelligenza oppure fanno gola per le carni saporite. Ma ce n'è uno solo che è considerato come uno straordinario modello di resistenza.
Si tratta dello "Odontodactylus scyllarus" - noto anche come "canocchia pavone" - un crostaceo che vive negli Oceani Indiano e Pacifico, presso le barriere coralline ed è molto simile alla mediterranea canocchia (nota anche come pannocchia o cicala di mare: ha tanti nomi, sulle coste italiane).
Un "bullo" marino
La particolarità di questo colorato animaletto sta nella corazza, da tempo oggetto di studi perché straordinariamente resistente. La canocchia pavone, infatti, aggredisce le prede piombando loro addosso a una velocità strabiliante che genera un impatto di forza pari a mille volte il suo peso. Stordisce le prede "a schienate", insomma, ma il suo guscio resiste benissimo a migliaia di violentissimi urti.
L'efficacia di una simile strategia di caccia, poi, è aumentata dal fatto che, in virtù della velocità d'azione, durante l'attacco si creano delle vere e proprie bolle d'aria all'interno della corazza della canocchia pavone: definite come "bolle di cavitazione", implodono al momento dell'urto, rendendolo ancora più micidiale.
La super-corazza
Il segreto della corazza della canocchia pavone sta nella sua struttura. La scoperta risale al 2012, quando si osservò che l'esoscheletro di questo stomatopode è composto da diverse regioni, distribuite su una struttura a spirale composta da fibre mineralizzate. E ogni strato è leggermente ruotato rispetto a quello sovrastante: una caratteristica che rende l'insieme straordinariamente robusto e capace di assorbire gli urti.
La novità sta nello studio delle reazioni dinamiche di questa struttura, diretto dal Professor L.K. Grunenfelder, del Dipartimento di Ingegneria meccanica e chimica della University of California Riverside. Il gruppo di ricerca ha cercato di replicare l'architettura elicoidale della corazza.
L'esperimento
Negli esperimenti descritti nel documento e condotti dal Prof. David Kisailus, i ricercatori hanno creato composti in fibra di carbonio con strati epossidici distribuiti secondo tre diverse angolazioni elicoidali: da circa 10 fino a 25 gradi. Inoltre hanno sviluppato due strutture di controllo realizzate secondo canoni consueti: una unidirezionale (con strati paralleli), e una quasi-isotropa (lo standard utilizzato nell'industria aerospaziale), con strati alternati impilati l'uno sull'altro in un orientamento di 0° nel primo strato, -45° nelsecondo, +45° nel terzo, 90° nel quarto, e così via.
La resistenza all'urto della struttura elicoidale è stata da 20 a 50 volte migliore di tutte altre e l'analisi con gli ultrasuoni ha evidenziato una distribuzione dei danni molto meno catastrofica.
Scienza e guerra, purtroppo
Il progresso scientifico e tecnologico ha sempre bisogno, si sa, di finanziamenti. Ecco perché molto spesso è l'apparato militare-industriale che svolge il ruolo più dinamico. Così anche gli esperimenti del Prof. Kisailus hanno ricevuto 7,5 milioni di dollari dal Dipartimento della Difesa USA.
La cicala pavone certamente non lo immagina, ma la tenacia del suo variopinto guscio finirà forse un giorno per illudere qualche suo lontanissimo parente, magari un essere umano alla Iron Man, circa la propria invulnerabilità. L'imprevedibilità dei fini evolutivi, tutto sommato, sta anche in questo.
Si tratta dello "Odontodactylus scyllarus" - noto anche come "canocchia pavone" - un crostaceo che vive negli Oceani Indiano e Pacifico, presso le barriere coralline ed è molto simile alla mediterranea canocchia (nota anche come pannocchia o cicala di mare: ha tanti nomi, sulle coste italiane).
Un "bullo" marino
La particolarità di questo colorato animaletto sta nella corazza, da tempo oggetto di studi perché straordinariamente resistente. La canocchia pavone, infatti, aggredisce le prede piombando loro addosso a una velocità strabiliante che genera un impatto di forza pari a mille volte il suo peso. Stordisce le prede "a schienate", insomma, ma il suo guscio resiste benissimo a migliaia di violentissimi urti.
L'efficacia di una simile strategia di caccia, poi, è aumentata dal fatto che, in virtù della velocità d'azione, durante l'attacco si creano delle vere e proprie bolle d'aria all'interno della corazza della canocchia pavone: definite come "bolle di cavitazione", implodono al momento dell'urto, rendendolo ancora più micidiale.
La super-corazza
Il segreto della corazza della canocchia pavone sta nella sua struttura. La scoperta risale al 2012, quando si osservò che l'esoscheletro di questo stomatopode è composto da diverse regioni, distribuite su una struttura a spirale composta da fibre mineralizzate. E ogni strato è leggermente ruotato rispetto a quello sovrastante: una caratteristica che rende l'insieme straordinariamente robusto e capace di assorbire gli urti.
La novità sta nello studio delle reazioni dinamiche di questa struttura, diretto dal Professor L.K. Grunenfelder, del Dipartimento di Ingegneria meccanica e chimica della University of California Riverside. Il gruppo di ricerca ha cercato di replicare l'architettura elicoidale della corazza.
L'esperimento
Negli esperimenti descritti nel documento e condotti dal Prof. David Kisailus, i ricercatori hanno creato composti in fibra di carbonio con strati epossidici distribuiti secondo tre diverse angolazioni elicoidali: da circa 10 fino a 25 gradi. Inoltre hanno sviluppato due strutture di controllo realizzate secondo canoni consueti: una unidirezionale (con strati paralleli), e una quasi-isotropa (lo standard utilizzato nell'industria aerospaziale), con strati alternati impilati l'uno sull'altro in un orientamento di 0° nel primo strato, -45° nelsecondo, +45° nel terzo, 90° nel quarto, e così via.
La resistenza all'urto della struttura elicoidale è stata da 20 a 50 volte migliore di tutte altre e l'analisi con gli ultrasuoni ha evidenziato una distribuzione dei danni molto meno catastrofica.
Scienza e guerra, purtroppo
Il progresso scientifico e tecnologico ha sempre bisogno, si sa, di finanziamenti. Ecco perché molto spesso è l'apparato militare-industriale che svolge il ruolo più dinamico. Così anche gli esperimenti del Prof. Kisailus hanno ricevuto 7,5 milioni di dollari dal Dipartimento della Difesa USA.
La cicala pavone certamente non lo immagina, ma la tenacia del suo variopinto guscio finirà forse un giorno per illudere qualche suo lontanissimo parente, magari un essere umano alla Iron Man, circa la propria invulnerabilità. L'imprevedibilità dei fini evolutivi, tutto sommato, sta anche in questo.