Il mondo della ricerca scientifica sta dedicando parte delle sue energie alla sintesi di nuovi materiali autorigeneranti. Finora però tutti i materiali sintetizzati a questo fine avevano bisogno di stimoli esterni come la luce e il calore per poter dare il via alla riparazione. La scoperta di un gruppo di scienziati della Scuola Cockrell di Ingegneria presso l’Università del Texas a Austin, che ha sviluppato il primo vero gel autorigenerante, si rivela perciò importantissima e potrebbe rivoluzionare il settore dell’elettronica.

I risultati delle loro ricerche sono stati pubblicati nel numero di novembre della rivista scientifica Nano Letters. Nell’articolo si spiega come questo “supergel” ibrido sia il risultato della mescolanza di due gel: uno metallo-legante che fornisce le proprietà di autorigenerazione e che è formato da una struttura in cui gli atomi di zinco fanno da colla, l’altro è un idrogel polimero che fa da conduttore. Il gel ibrido che ne risulta ha una maggiore resistenza meccanica e una maggiore elasticità.

Quelle che si creano sono delle nanostrutture che sono tra le più piccole in grado di fornire una carica efficiente e trasporto di energia. I ricercatori sono quindi riusciti a migliorare la conduttività, la biocompatibilità e la permeabilità dell’idrogel polimerico, raggiungendo livelli 10 volte superiori rispetto a quelli di altri idrogel polimerici usati in bioelettronica e nelle batterie ricaricabili convenzionali.

Guihua Yu, assistente professore di ingegneria meccanica, colui che ha sviluppato il gel, spiega che questo gel non è ancora in grado di sostituire i normali conduttori metallici, ma che può essere utilizzato per le giunzioni:

Questo gel può essere applicato nei punti di giunzione di un circuito perché è lì che spesso si verificano le rotture. Un giorno si potrebbe attaccare o incollare il gel a questi nodi in modo che i circuiti possano essere più robusti e più difficili da rompere.

La ricerca sta proseguendo e potrebbe portare a risultati di una certa importanza sia nel settore delle applicazioni mediche, ma anche nello sviluppo di parti flessibili per l’elettronica, nei biosensori e nelle batterie, dove il “supergel” autorigenerante potrebbe essere in grado di immagazzinare in modo più efficiente la carica elettrica.

27 novembre 2015
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Nicola Spano', venerdì 27 novembre 2015 alle21:18 ha scritto: rispondi »

Il gel autorigenerante di cui parla l'articolo è costituito da lunghe molecole filamentose e conduttrici e elettricità del polimero POLIPIRROLO. Si tratta di un materiale derivato dal pirrolo un anello a cinque atomi di cui 1 è azoto e gli altri quattro, atomi di carbonio. Il polimero derivato benchè plastico è anche conduttore ovvero NON ISOLANTE . Questa proprietà dipende dalla struttura chimica a doppi legami alternati meglio noti dagli esperti come "legami coniugati" Ciò crea una estesa "delocalizzazione" delle coppie elettroniche dei doppi legami tali da indurre la macromolecola a comportarsi da conduttore. A questa prima proprietà va mescolata quella del complesso organametallico del RAME (non dello ZINCO come vuole far credere l'articolo). Tale sistema i chimici lo indicano come TETRACOORDINATO ovvero ogni ione rame è come se fosse circondato da quattro gruppi molecolari. Tali gruppi molecolari (considerando soltanto quelli che fanno legame) sono costituiti da gruppi -SO3(-) [solfato]. questi gruppi sono in grado di collegarsi con gli atomi di azoto del polipirrolo formando un sistema complesso, ovvero immaginando quattro spaghetti lessi legati ciascuno di essi con un gruppo solfato si creano macromolecole di quattro fili di poliprrolo legati dal rame attravesro i quattro gruppi SO3(-). Il sistema complessivo è anche ELETTROLITA in quanto contiene cariche positive (sull'azoto) e negative sull'ossigeno dei solfati. Pertanto questo materiale è come se avesse le proprietà (anche) di un liquido ionico ma in realtà le supera essendo allo stato di GEL. Tutte queste proprietà elettroniche, meccaniche e chimiche potranno essere interessanti per lo sviluppo futuro dell' elettrochimica domestica e mobile.

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