Polimeri intelligenti per protesi e sensori
I composti formati da unità ripetute (i polimeri) sono ovunque, da quelli naturali come il DNA e la cellulosa, a quelli sintetici, in particolare nella plastica. I materiali elettromeccanici sono materiali modellabili o "intelligenti" che rispondono (in modo reversibile) ai campi elettrici con cambiamenti meccanici nelle proprie caratteristiche come forza, forma o elasticità. Su macroscala, il loro potenziale per l'utilizzo nelle protesi è evidente: gli impulsi elettrici dei nervi potrebbero causare modifiche di un muscolo sintetico. Sulla microscala, le singole molecole dei polimeri rispondono all'applicazione di un campo elettrico con cambiamenti nella propria conformazione, facilitando lo sviluppo di dispositivi microsensori. I nuovi polimeri elettromeccanici hanno costituito l'oggetto di studio del progetto MIA-CP ("Mechanically interlocked actuating conjugated polymers"). In particolare, gli scienziati miravano a introdurre architetture di materiali conduttivi legate meccanicamente (invece che chimicamente), in potenza utili per le protesi, i sensori e altri dispositivi. I partner del progetto MIA-CP hanno sintetizzato un materiale completamente nuovo composto da cerchi a dimensione molecolare (macrocicli pendant) agganciati tra di loro e bloccati in posizione. Il materiale ottenuto non è solo un eccellente candidato per la realizzazione di muscoli sintetici, grazie alla propria struttura a collegamento incrociato, ma può anche costituire il primo passo verso nuovi sensori grazie alla sua abilità di tracciare i vapori acidi mediante cambiamenti nella corrente elettrica. Ulteriore lavoro pubblicato descrive la sintesi di un altro polimero coniugato potenzialmente utilizzabile per il muscolo artificiale. Sono stati anche prodotti polimeri di carbonio coniugati mediante una nuova metodologia che consente il legame dei macrocicli a nanotubi di carbonio. Tale materiale potrebbe in futuro aprire una strada verso dispositivi elettroattivi di nuova concezione. Il progetto MIA-CP ha combinato con successo le tecnologie di legame meccanico allo stato dell'arte con i recenti progressi nella sintesi dei polimeri coniugati, per produrre una nuova generazione di materiali elettromeccanici ad alte prestazioni. I polimeri sintetizzati hanno un importante potenziale per l'utilizzo nei muscoli artificiali, nei sensori e in altri dispositivi elettrochimici. Dato che i cosiddetti materiali intelligenti vengono progettati basandosi sulla natura, il loro utilizzo per sostituire meccanismi naturali inefficienti appare forse come una scelta obbligata.
