Polimeri camaleonte: una tecnologia emergente con grandi opportunità industriali
Recentemente una nuova categoria di materiali plastici sta catturato l’attenzione delle principali società globali di consulenza, come ad esempio Frost &Sullivan. Si tratta dei “polimeri camaleonte”, noti anche come SRP (Stimuli Responsive Polymers), materiali plastici in grado di rispondere a diverse sollecitazioni ambientali in maniera reversibile. In altre parole, le catene polimeriche che costituiscono questi materiali possono cambiare la loro disposizione spaziale in base a variazioni ambientali di temperatura, pH, forza ionica e presenza di campi elettromagnetici, luce, ultrasuoni, composti chimici. Tuttavia, la caratteristica che rende maggiormente interessanti questi polimeri per il mondo industriale è data dal fatto che i cambiamenti a cui sono soggetti sono del tutto reversibili; il polimero camaleonte, proprio come l’animale da cui prende il nome, si adatta agli stimoli ambientali cambiando il proprio aspetto esterno, ma una volta terminato lo stimolo è in grado di recuperare completamente l’assetto iniziale delle macromolecole di cui è costituito.
Quali potrebbero essere dunque le prossime applicazioni di questa tecnologia emergente? Nell’immediato, alcuni di questi polimeri potranno essere utilizzati per realizzare prodotti con proprietà variabili di impermebilità, sporcabilità ed assorbimento (ad esempio nei cosiddetti tessuti intelligenti), ma anche prodotti con caratteristiche adesive e proprietà meccaniche ed ottiche calibrabili. Inoltre, la capacità di questi polimeri di adattarsi in maniera predittiva in funzione di determinati stimoli esterni sarà sempre più determinante per lo sviluppo di sistemi di somministrazione mirata dei farmaci ed altre applicazioni biomedicali. In un futuro un po’ più lontano, invece, a detta di quotati analisti come Frost & Sullivan, ciò che renderà particolarmente interessanti i polimeri camaleonte sarà soprattutto l’opportunità di convergenza con altre tecnologie emergenti in diversi settori industriali. Una delle sinergie più interessanti potrebbe essere rappresentata dagli organi auto-rigeneranti, il cui sviluppo potrebbe diventare realtà già nei prossimi decenni grazie alla convergenza delle seguenti tecnologie: polimeri camaleonte, fibre di carbonio e stampa 3D. La presenza di polimeri camaleonte ingegnerizzati in modo da auto-rigenerarsi in caso di danno o usura potrà infatti ridurre drasticamente la percentuale di rigetto dei tessuti, rendendo compatibili gli organi artificiali con l’ambiente caratteristico del corpo umano.
Alcune aziende come Fuji Xerox (JP), Landec Corp (USA), Textronics (USA) e Vivamer (UK) stanno attualmente sviluppando specifici polimeri camaleonte per applicazioni che spaziano dall’elettronica all’automotive, fino alla cura della persona e allo sviluppo di dispositivi biomedicali. La gamma dei polimeri camaleonte in fase avanzata di sviluppo e prima commercializzazione comprende sia polimeri sintetici (es. PNIPAM, PMMA, PMA opportunamente modificati), che biopolimeri derivati dalle proteine e sistemi ibridi. Infine, l’importante attività di ricerca condotta da università come il MIT - Massachusetts Institute of Technology (USA), la Case Western Reserve University (USA), la Cambridge University (UK) e il Tokyo Institute of Technology (JP), testimonia il grande interesse della comunità scientifica internazionale nei riguardi di questa tecnologia.
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