Muscoli sintetici per la robotica e la biomedicina
I polimeri elettroattivi (EAP), che fanno parte dei molti materiali intelligenti oggetto di un'amplissima attenzione, sono polimeri che cambiano in modo reversibile dimensioni e forma se viene applicato un campo elettrico e viceversa. I muscoli del corpo sono dispositivi elettroattivi della natura: reagendo ai cambiamenti di tensione indotti da impulsi nervosi, i muscoli si contraggono per spostare nella direzione desiderata le ossa a cui sono attaccati. In effetti gli EAP sono stati a volta denominati muscoli artificiali. È frequente il loro impiego pratico quali sensori e attuatori (dispositivi che attivano una reazione al rilevamento di un segnale), in particolare nel campo della robotica. I compositi metallo-polimero ionici (IPMC) costituiscono un tipo di EAP dotato di un eccezionale potenziale per i dispositivi attuatori/sensori nel campo della robotica, della biomedicina, della sicurezza e dell'ingegneria aeronautica. Rispetto ad altri materiali intelligenti con capacità simili, sono più leggeri ed efficienti e non utilizzano sostanze tossiche. Tuttavia, il loro potenziale non è stato ancora sfruttato poiché non si comprendono i meccanismi d'azione fondamentali. Allo scopo di studiare gli IPMC sia dal punto di vista sperimentale che teorico, alcuni ricercatori europei hanno avviato il progetto Isamco ("Ionic polymer-metal composite as sensor and actuator: application in motion control"). I ricercatori si sono avvalsi della piattaforma di modellizzazione Matlab per progettare singoli componenti di sensori e attuatori di IPCM. Hanno anche prodotto prototipi di un sensore di movimento e di un muscolo artificiale, oltre a dispositivi integrati sensori-attuatori. Nel corso di tutto il progetto, si è verificata una vasta condivisione bilaterale delle conoscenze tramite collaborazioni estere con il Canada, la Cina, Giappone e gli Stati Uniti. Tali attività favoriscono non solo gli obiettivi di ricerca, ma anche raccomandazioni di standardizzazione globale in relazione ai protocolli di dati. Inoltre, hanno evidenziato la posizione dell'Europa in ritardo rispetto ad America e Asia, accanto alla necessità di finanziamenti mirati al lavoro correlato. Le innovazioni di Isamco dovrebbero favorire una maggiore diffusione dell'impiego di IPMC in ruoli perfettamente adeguati alle loro capacità biomimetiche (di imitazione della natura), ad esempio quelle correlate alla robotica e alla biomedicina.
