I materiali simili al gel hanno un'ampia gamma di applicazioni, soprattutto in chimica e medicina. Però, la loro utilità è talvolta limitata dalla loro intrinseca natura casuale e disordinata. I ricercatori dell'Istituto di fisica dello stato solido dell'Università di Tokyo hanno trovato un modo per produrre un nuovo tipo di gel che supera questa limitazione. È ancora malleabile e adattabile come i gel esistenti, ma ha una struttura più ordinata, che può aprire una nuova gamma di possibili utilizzi in vari campi.

Quando senti la parola "gel, "probabilmente evochi l'immagine di qualcosa di viscoso, come alcune sostanze cosmetiche o l'interno di un materasso in memory foam. Ma nel mondo della ricerca scientifica, i gel hanno una definizione più specifica. In senso stretto, i gel sono reti tridimensionali di polimeri, catene di molecole, con pori microscopici tra i filamenti chimici. La natura e la disposizione di questi polimeri conferiscono ai gel diverse funzioni con applicazioni comuni, come la filtrazione chimica o la somministrazione di farmaci.

La creazione di gel a rete polimerica è difficile da controllare, quindi sono molto disordinati e contengono molte incongruenze o difetti strutturali. Si dicono eterogenei, il che significa che le loro forme variano ampiamente in tutte le loro strutture. Però, Il ricercatore associato Xiang Li e colleghi hanno trovato un nuovo modo per mantenere un alto livello di ordine durante la fabbricazione di gel polimerici. Il risultato è un gel omogeneo che è più consistente in tutta la sua struttura pur offrendo i vantaggi di un materiale altamente poroso e malleabile.

"Abbiamo dimostrato che in realtà è abbastanza facile sintetizzare una rete di gel estremamente omogenea, " disse Li. "In primo luogo, abbiamo messo insieme alcuni polimeri a forma di stella in un solvente e abbiamo aggiunto alcune sostanze chimiche che, quando attivato, unire questi polimeri stellari insieme. Abbiamo attivato le sostanze chimiche di giunzione o reticolazione in maniera controllata; questo a sua volta ha portato a una rete di gel polimerici più ordinata di quanto ci si potrebbe normalmente aspettare da questo tipo di processo".

Il processo di fabbricazione, basato su un concetto noto come percolazione del legame, è molto efficace nel produrre reti di gel ordinate, tanto che i ricercatori sentono che li costringe a ridefinire ciò che effettivamente costituisce un gel. In precedenza si presumeva che un gel contenesse disordine e difetti, tuttavia queste non sono più proprietà chiave. Ma tutto questo lavoro non è solo per fare qualcosa di nuovo; ha uno scopo forte e potrebbe portare ad alcuni interessanti progressi.

"Le reti di gel ordinate ma flessibili potrebbero essere utilizzate in applicazioni come filtri chimici ad alte prestazioni, sensori flessibili, attuatori meccanici, rilascio controllato di farmaci e persino fibre ottiche ultratrasparenti, " ha spiegato Li. "Vogliamo incoraggiare altri a sviluppare il nostro lavoro qui e trovare altri modi per sintetizzare nuovi gel polimerici basati su ciò che abbiamo iniziato. Sebbene il nostro metodo fosse molto specifico, pone le basi per una piattaforma sperimentale più generale."

Lo studio è riportato in Progressi scientifici .