A livello molecolare, il processo è affascinante. Quando le molecole dei materiali biologici si uniscono all'acqua liquida, inducono una sorta di "ordine" nella sua struttura. In risposta, l'acqua, che naturalmente tende a tornare al suo stato caotico e disordinato, reagisce esercitando una forza di repulsione, nota come forza di idratazione, che spinge via le molecole del materiale biologico. Sebbene questa interazione fosse già conosciuta in chimica e biologia, la sua importanza nel determinare le proprietà macroscopiche dei materiali non era mai stata compresa appieno. I ricercatori hanno scoperto che questa forza è l'elemento chiave che controlla la rigidità e le dinamiche dei solidi di idratazione.
Una matematica semplice per fenomeni complessi
L'impatto di questa ricerca va oltre la mera comprensione teorica. Mettendo l'acqua in primo piano, i ricercatori sono riusciti a descrivere le proprietà di materiali familiari come il legno e i funghi con una matematica incredibilmente semplice ed elegante. Questo nuovo modello è molto più efficiente rispetto ai complessi modelli precedenti, che richiedevano avanzate simulazioni al computer. Ciò dimostra in modo inequivocabile che l'acqua gioca un ruolo centrale nel carattere del legno, delle piante, dei funghi e di altri materiali naturali, molto più di quanto si pensasse.
Questa rivoluzione concettuale apre la strada a nuove applicazioni in svariati campi. I solidi di idratazione potrebbero essere utilizzati per creare nuovi materiali con proprietà su misura, per sviluppare sensori che reagiscono all'umidità o per progettare sistemi di smorzamento ad alte prestazioni. Questa ricerca non solo ha ridefinito il nostro modo di vedere i materiali biologici, ma ha anche aperto un intero nuovo campo di studio per la scienza dei materiali.
Bibliografia:
Steven G. Harrellson et al. 07 June 2023 Hydration solids Nature volume 619, pages500–505 (2023) https://www.nature.com/articles/s41586-023-06144-y
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