Il potere super-adesivo dell’acqua

Sarà forse uno scarafaggio a ispirare il “super adesivo” del futuro, a dispetto di tutti gli studi di ingegneria condotti sul geco, il rettile noto per le sua capacità di aderire alle superfici. Siamo ancora alla fase di prototipo e il sistema è da perfezionare, ma Paul Steen e Michael Vogel della Cornell University (Usa) hanno creato un dispositivo che simula il meccanismo delle zampe dell’insetto tipico della Florida, la cui peculiarità è quella di aderire alle superfici con una forza cento volte maggiore del proprio peso grazie alla tensione superficiale dell’acqua. Lo studio che sta dietro alla realizzazione del dispositivo è stato pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences.

Il congegno consiste in un sistema di due piani: quello inferiore fa da contenitore per l’acqua, quello superiore è forato; i buchi sono dell’ordine di micron (milionesimi di metro). La fisica è la stessa che tiene uniti due vetri bagnati: una comune batteria da 9 Volt fa sì che le gocce siano spinte attraverso lo strato superiore (qui il video) e la tensione superficiale dell’acqua fa aderire il dispositivo a un qualsiasi oggetto. Per staccare le due superfici è sufficiente invertire il campo elettrico, in modo che l’acqua torni al suo posto, sempre attraverso i pori (qui il video).

“Nella nostra esperienza quotidiana, questa tensione è relativamente debole – spiega Steen – ma a seconda del numero di fori è possibile generare una forza notevole”. Uno dei prototipi, per esempio, presenta mille fori da 300 micron di diametro ed è in grado di sostenere un peso di circa 30 grammi (corrispondente a 60 graffette, qui il video). Riducendo le dimensioni dei fori e aumentandone il numero, la forza di adesione cresce. I ricercatori stimano che un dispositivo di circa sei centimetri quadrati con milioni di buchi da un micron potrebbero sostenere quasi otto chilogrammi.

Steen e Vogel immaginano i futuri prototipi, di ben maggiori dimensioni. Secondo i due ricercatori, questo meccanismo di adesione rapida potrebbe essere un giorno incorporato a scarpe o guanti e rendere possibile camminare sui muri come Spiderman. (t.m.)

Riferimento: doi: 10.1073/pnas.0914720107