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Forte come un beetle

Uno studio pubblicato su Nature mostra come l’esoscheletro dello scarafaggio americano sia incredibilmente robusto e suggerisca un nuovo tipo di struttura.

Oggi il versante edge della tecnologia costruttiva leggera e resistente fa riferimento alla fibra di carbonio. Pur costituita da materiali leggeri, infatti, resine epossidiche e particelle di carbonio concatenate, mostra resistenza pari o superiore ai metalli pur con una solo discreta attitudine alle forme complesse.
Un team di ricercatori formato da elementi della Tokyo University of Agriculture and Technology, dell’Università della California e di Irvine ha fatto però una scoperta che potrebbe rivoluzionare il mondo delle strutture resistenti studiando a fondo quella che da sempre è una caratteristica nota nella cultura popolare, ossia che gli scarafaggi mostrano un spiccata resistenza allo schiacciamento.

Tale dote è particolarmente sviluppata nell’insetto diffuso in Nordamerica e chiamato ironclad, corazzata, perché il suo esoscheletro mostra una struttura unica che può intrecciarsi strettamente per renderlo ultra-resistente. Il diabolico coleottero corazzato, che è lungo 3 centimetri, pesa circa mezzo grammo e dimora principalmente nelle querce della costa occidentale del Nord America, resiste tranquillamente allo schiacciamento da parte di un’auto e ha da sempre messo in difficoltà gli entomologi quando cercavano di perforarlo con uno spillo.

Quando i ricercatori hanno misurato la forza dell’esoscheletro dell’insetto, hanno scoperto che può sopportare ben 39.000 volte il suo peso corporeo. Un attento esame della sua struttura ha mostrato che consiste in strutture multistrato comprendenti fasci di fibre proteiche. Quando gli viene applicata una pressione, le fibre rotolano leggermente all’indietro per distribuire la pressione e impedirne la rottura. Le indagini hanno poi scoperto che l’esoscheletro contiene una maggiore concentrazione di proteine ​​rispetto ad altri coleotteri, rendendo apparentemente la composizione più flessibile. Ma il segreto più grande è nella parte centrale della schiena, dove due coppie di strutture a forma di puzzle si incastrano tra i lati sinistro e destro e aiutano l’esoscheletro a rimanere intero anche quando gli viene applicata una pressione estrema.

La scoperta di una simile architettura biologica potrebbe avere applicazioni industriali per la progettazione di strutture più leggere e robuste; al momento è già in corso una ricerca per vedere se il meccanismo può essere applicato per sostituire i rivetti di fissaggio delle piastre di metallo.

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