Hanno la forma di un girino e interagiscono tra loro arpionando tra testa e coda, presentando così proprietà fisiche interessanti e inaspettate. I girini sono le grandi molecole al centro di una nuova ricerca appena pubblicata sulla rivista Lettere macro ACS , e frutto di una collaborazione internazionale tra la SISSA e le Università di Vienna, Warwick ed Edimburgo. Nello studio, i ricercatori descrivono come questi particolari costrutti, concepito dagli scienziati come l'unione tra un polimero circolare e uno lineare, in soluzioni dense presenta dinamiche molecolari molto più "lente" rispetto a quelle registrate dalle due parti che lo compongono. E questo perché "testa" e "croce" tendono a "catturarsi" a vicenda, in un processo a cascata. Qual'è il risultato? Un prodotto molto meno fluido e molto più viscoso.

La ricerca è stata condotta grazie a simulazioni al computer che hanno permesso di analizzare in maniera molto fine la dinamica delle molecole, con una risoluzione impossibile da riprodurre in laboratorio. Studi come questo, che fanno luce sul comportamento fisico delle macromolecole in condizioni specifiche, sono essenziali per le possibili future applicazioni tecnologiche dei polimeri, che spaziano dall'ingegneria dei materiali ai prodotti farmaceutici.

In Fisica, 1+1 non sempre somma fino a 2

"Quante volte ci sentiamo dire che 1+1 fa sempre 2? Anche se di solito è così quando si tratta di matematica, lo stesso non si può dire della fisica:in particolare, le proprietà fisiche di oggetti complessi derivanti dall'unione di due o più parti più semplici non sono sempre interpretabili come intermedie alle stesse proprietà fisiche delle diverse parti, " spiegano i ricercatori.

"Un esempio importante di questo sono i polimeri, grandi molecole formate dall'unione di più parti, riassumibili secondo diverse architetture:polimeri lineari, polimeri circolari e polimeri che potremmo definire 'chimerici' cioè risultanti dall'unione di più tipologie di architetture distinte." Proprio come quelli utilizzati in questa ricerca.

Ecco come girano l'arpione

"Esplorare teste/code di varie dimensioni attraverso simulazioni numeriche, abbiamo mostrato come questi oggetti in soluzione si comportino diversamente da quanto si suppone considerando il comportamento, già noto, dei due polimeri che li compongono:quello circolare e quello lineare."

I ricercatori spiegano che questo rallentamento è dovuto al fatto che la coda di ogni "girino" tende ad "arpiccare" la testa di un girino vicino ad essa e quest'ultimo fa lo stesso con gli altri, in un processo a cascata. Il risultato è un composto con caratteristiche molto vicine a quelle di un fluido altamente viscoso ma realizzabile con polimeri relativamente piccoli. L'importanza di questa ricerca riguarda soprattutto la possibilità di esplorare e progettare materiali cosiddetti "morbidi" con nuove proprietà fisiche, tutti basati su molecole relativamente piccole le cui interazioni reciproche influenzano drammaticamente la struttura e la dinamica del composto. A seguito dello studio con le simulazioni, la ricerca è ora in attesa di conferma sperimentale.