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Scienza: svelato il segreto della resistenza delle ragnatele (2)

domenica 24 marzo 2013

2' di lettura

(Adnkronos) - Semplificando molto, l'ancoraggio puo' essere descritto come un sistema adesivo a forma di Y al cui ramo inferiore e' applicata la sollecitazione esterna. I ricercatori hanno dimostrato che la resistenza adesiva dell'ancoraggio e' massima in presenza di una certa ampiezza degli angoli alla base e che essa dipende dalla deformabilita' della seta. Quindi ogni tipo di seta prodotta da un ragno per essere resistente avra' bisogno di una particolare struttura degli ancoraggi. In un disco di ancoraggio di ragnatela ritroviamo centinaia di questi elementi a "Y" e c'e' anche da chiedersi come faccia il ragno ad ottimizzarli tutti con efficacia. Una soluzione al problema viene dall'impiego di un meccanismo intelligente di auto-ottimizzazione: al crescere della sollecitazione il sistema inizialmente si deforma senza rompersi (ovvero e cosi' e' in grado di aumentare l'angolo di base); per un carico sufficientemente elevato, viceversa, il sistema incomincera' a rompersi e quindi a diminuire questo angolo. I ricercatori hanno dimostrato che un ancoraggio di seta di ragno, grazie alla sua grande deformabilita', raggiunge l'angolo ottimale e quindi la massima resistenza semplicemente all'aumentare della tensione applicata. Il ragno cosi' ottimizza simultaneamente le geometrie della moltitudine di contatti che costruisce nel disco di ancoraggio. Questo numero elevato e' poi dovuto al fatto che la forza di adesione e' proporzionale al perimetro e non all'area del contatto, rendendo benefica una suddivisione della stessa, come in effetti osservato. Una ultima ottimizzazione potrebbe essere impiegata dal ragno progettando una ragnatela ad uniforme resistenza, tale cioe' che la resistenza dell'ancoraggio e della seta sia la medesima e quindi si abbia la loro rottura simultanea, minimizzando il materiale impiegato e quindi il costo energetico. 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.

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