La perfezione della ragnatela potrebbe non avere più segreti

Sottile, quasi invisibile e resistente: la chiave per spiegare l’estrema efficienza della rete tessuta dai ragni sta nella sua iper-elasticità e nel  sistema di ancoraggio che viene continuamente sollecitato, dicono gli scienziati. Con possibili applicazioni dall’ingegneria alla nanotecnologia.

UNA ‘rete’ miracolosamente efficace, quasi invisibile eppure infallibile: un piccolo miracolo della natura, che sempre più spesso ispira, nella sua perfezione, le tecnologie più avveniristiche. A svelare il segreto della resistenza delle ragnatele arriva ora il lavoro di un’équipe di Trento con i colleghi del Mit di Boston: la chiave, spiegano i ricercatori, sta nella robustezza dell’ancoraggio, una struttura complessa costruita in modo intelligente. Il lavoro, che suggerisce anche possibili applicazioni in campo ingegneristico, è finanziato dall’European Research Council e verrà pubblicato da Small. Lo studio, al quale ha partecipato Nicola Pugno del dipartimento di Ingegneria civile dell’Università di Trento, ha dimostrato che è la caratteristica iper-elastica della seta, che si irrigidisce sotto tensione, a rendere la ragnatela estremamente robusta e resistente all’impatto degli insetti.

La “tela” ha anche un altro punto di forza: se il carico applicato alla ragnatela non è puntuale, come nel caso di un impatto di un insetto, ma è distribuito, come nel caso del carico del vento, gli ancoraggi saranno gli elementi strutturali più sollecitati, rilevano i ricercatori. Grazie a calcoli di nanomeccanica non lineare, simulazioni di dinamica molecolare e osservazioni sperimentali, gli studiosi hanno dimostrato che la resistenza adesiva dell’ancoraggio è massima in presenza di una certa ampiezza degli angoli alla base e che essa dipende dalla deformabilità della seta.

Quindi ogni tipo di seta prodotta da un ragno per essere resistente avrà bisogno di una particolare struttura degli ancoraggi.

Ancora una volta, osservando quello che la natura è già stata in grado di creare, si possono trarre utili spunti per diversi campi di applicazione: lo studio suggerisce soluzioni ispirate all’ancoraggio della seta del ragno per il progetto di ancoraggi di robustezza estrema, di grande interesse in campo ingegneristico, dai nanosistemi alle applicazioni civili, dalle superfici nanostrutturate estremamente adesive per applicazioni mediche agli ancoraggi per il cavo di ponti sospesi.