I nodi molecolari per i materiali del futuro

29 January 2019 | Scritto da La redazione

Un gruppo di ricerca delle università di Bologna e di Manchester è riuscito a paragonare le caratteristiche di nano-nodi realizzati su catene molecolari di lunghezza diversa. Lo studio, recentemente pubblicato, apre la strada alla nascita di una nuova generazione di materiali, più leggeri, resistenti e flessibili

Lo sanno bene scalatori e marinai: quando si parla di nodi, lunghezza, tensione e tenuta sono fattori in grado di fare la differenza in modo significativo. E lo sanno altrettanto bene i chimici, che spesso hanno a che fare con intrecci simili ma molto più piccoli, a livello molecolare. Se però è semplice confrontare e valutare nodi diversi nel mondo macroscopico, quando le dimensioni diventano nanometriche le cose si fanno molto più complicate.

Un gruppo di ricerca dell’Università di Bologna e dell’University of Manchester per la prima volta è riuscito a paragonare le caratteristiche di nano-nodi realizzati su catene molecolari di lunghezza diversa. Lo studio, pubblicato su PNAS, promette di essere la base per future applicazioni tecnologiche da cui potranno nascere materiali di nuova generazione, più leggeri, resistenti e flessibili.

I nodi nanometrici. I nodi, o intrecci a livello molecolare, sono un fenomeno comunemente osservabile in natura: prendendo spunto da queste strutture naturali, gli scienziati sono riusciti a sviluppare strategie per realizzare nano-nodi artificiali, intrecciando molecole ottenute per sintesi chimica e congiungendo le loro estremità. “Questi nodi molecolari presentano un’architettura che mostra diverse analogie con i nodi macroscopici”, spiega il professor Matteo Calvaresi, che ha coordinato il gruppo di ricerca dell'Università di Bologna. “Ma se nella vita quotidiana è abbastanza facile rendersi conto di come la differente lunghezza di un nodo può influenzare la sua tenuta e le sue proprietà macrosopiche, quando si tratta di nano-nodi fare le stesse valutazioni non è così immediato”. Lo studio. Se fino ad oggi non era possibile confrontare tra loro, a livello molecolare, nodi di diverse dimensioni, lunghezza e tenuta, lo studio presentato dai ricercatori di Bologna e Manchester offre una soluzione: gli scienziati sono infatti riusciti ad annodare allo stesso modo tre catene molecolari di tre lunghezze diverse: 20, 23 e 26 nanometri. Sono così nati tre nodi con la stessa forma ma legati su fili molecolari di dimensioni differenti, che i ricercatori hanno potuto mettere a confronto, evidenziandone le diverse caratteristiche. “Questo lavoro – conferma Matteo Calvaresi – è di fondamentale importanza per la progettazione di materiali molecolari annodati: la scoperta delle proprietà che regolano i nano-nodi permetterà in futuro di intrecciare molecole in maniera tale da generare on demand una nuova generazione di materiali più leggeri, resistenti e flessibili”.