La struttura naturale delle venature che si trovano all'interno delle foglie, che consente di traportare i fluidi in maniera efficiente e con il minimo dispendio energetico, sta ispirando i materiali del futuro, sbloccando notevoli miglioramenti ad esempio nell’immagazzinamento dell’energia e nel rilevamento di sostanze.
A costruire un ponte tra strutture biologiche e materiali artificiali è lo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications e guidato dall’Università britannica di Cambridge: le possibili applicazioni coprono un’ampia gamma di dispositivi di prossima generazione, dalle batterie ricaricabili ai sensori di gas. La cosiddetta legge di Murray, avanzata da Cecil Murray nel 1926, descrive il modo in cui le strutture vascolari naturali trasportano i fluidi come la linfa. “Ma mentre questa teoria funziona bene per strutture formate da pori di forma cilindrica, spesso fatica con forme diverse”, dice Binghan Zhou, primo autore dello studio.
“Per ampliare la sua applicabilità ai materiali sintetici abbiamo rivisto questa legge, in modo da farla funzionare con pori di qualsiasi forma e con tutte le tipologie di trasporto più comuni. L’utilizzo di questa nuova legge – prosegue Zhou – potrebbe ridurre notevolmente la resistenza al flusso, aumentando l’efficienza complessiva”. I ricercatori hanno dimostrato la loro teoria utilizzando l’aerogel di grafene, un materiale noto per la sua straordinaria porosità: è considerato, infatti, il solido meno denso esistente. Inoltre, hanno provato la correttezza dei loro risultati ottimizzando un sensore di gas: il dispositivo mostra una risposta significativamente più rapida, e l’unica differenza è una leggera variazione nella forma, che evidenzia la facilità di applicazione della nuova legge di Murray. “Ci auguriamo che il nostro lavoro sia importante per i materiali porosi di nuova generazione – conclude Tawfique Hasan, che ha coordinato i ricercatori – e contribuisca alle applicazioni per un futuro sostenibile”.
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