Polimeri magnetici destinati a diventare il materiale del futuro
Nelle nostre vite quotidiane, utilizziamo i magneti quasi tutti i giorni: hanno infatti numerose applicazioni, dai raccordi delle porte dei frigoriferi fino agli auricolari. Questi magneti, tuttavia, sono generalmente fabbricati a partire da metalli duri e inflessibili, che non si deformano facilmente. «Questa inflessibilità limita la loro applicazione in alcuni ambiti», spiega Kostas Danas, ricercatore senior presso il Centro nazionale francese per la ricerca scientifica (CNRS) e professore associato presso l’École Polytechnique in Francia. «Ad esempio, gli strumenti per l’esplorazione medica, un ambito in cui le proprietà magnetiche potrebbero essere utili, necessitano di un’elevata flessibilità per poter entrare negli stretti vasi del corpo ed esplorarli.»
Una nuova classe di materiali
E se i materiali magnetici potessero essere abbastanza morbidi e pieghevoli da essere trasformati in forme geometriche complesse? Era proprio questo l’obiettivo del progetto MAGNETO, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (CER). A tal fine, i materiali magnetici sono stati scomposti in polvere e successivamente mescolati con vari polimeri. L’idea era quella secondo cui i materiali morbidi finalizzati potessero essere successivamente fabbricati, ma questa volta con proprietà magnetiche. Il progetto MAGNETO è stato in grado di raggiungere una svolta, in parte anche grazie alle tempistiche. L’emergere della stampa 3D avanzata ha consentito a Danas e al suo team di compiere tentativi con forme geometriche molto più complesse. Questi primi prototipi hanno aperto le porte a un’intera gamma di nuove potenziali applicazioni, dagli strumenti diagnostici agli schermi tattili. In questo modo, il progetto MAGNETO ha compiuto progressi nello sviluppo di una nuova classe di materiali che non esisteva negli anni Ottanta. «Non siamo i primi scienziati a provarci», osserva Danas. «Alla fine degli anni Novanta sono state condotte alcune prime ricerche su questi materiali. Tuttavia, dato che non sono state identificate applicazioni di successo, la ricerca si è bloccata.»
Una gamma di applicazioni
Il progetto MAGNETO ha ribaltato questa situazione, sebbene i materiali siano talmente nuovi da non essere ancora presenti sul mercato. Sono ancora necessari ulteriori ricerche e sviluppi. Tuttavia, Danas vede un enorme potenziale per questa tecnologia, in particolare nell’industria biomedica. «Questi materiali potrebbero essere impiegati nella realizzazione di dispositivi biomedici, quali cateteri o sistemi di somministrazione dei farmaci», spiega. «Sono sottili e flessibili, possono entrare in una vena ed essere controllati da un magnete esterno.» Un’altra possibilità è nell’ambito della somministrazione di farmaci. Le piccole particelle magnetiche potrebbero rilasciare i farmaci esattamente dove necessario, controllate ancora una volta da un innocuo campo magnetico esterno. Altre applicazioni di alto livello includono dispositivi tattili, o aptici, per le persone non vedenti. Con il tocco di un dito potrebbe sollevarsi uno schermo piatto pop-up, offrendo forse all’utente un menù specifico da cui effettuare una selezione, senza la necessità di una consultazione visiva. I materiali polimerici magnetici lo rendono possibile. «Attualmente, stiamo impiegando la stampa 3D con l’obiettivo di produrre materiali per questa applicazione», aggiunge Danas. Guardando al futuro, Danas intende concentrarsi sullo sviluppo di geometrie sempre più complesse e migliorare ulteriormente la stampa 3D di tali materiali. «Sono stati compiuti enormi sviluppi», afferma. «Ma non ci siamo ancora. La stampa 3D di materiali magnetoelastici rappresenta ancora una sfida e può essere difficile controllarne il processo. È necessario un maggiore lavoro.» Ciononostante, il progetto rappresenta un’importante svolta nello sviluppo di questa rivoluzionaria tecnologia. «I risultati raggiunti mostrano i benefici di finanziare la ricerca fondamentale», afferma. «Questa sovvenzione del CER ci ha permesso di rischiare, di impegnarci in una ricerca accademica pur non conoscendo l’esito dei risultati.»
Parole chiave
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