Meglio conosciuti come i componenti di un materiale ultraresistente con cui in futuro costruire l’”ascensore spaziale” che dovrebbe portarci in orbita, i nanotubi di carbonio sono anche elastici.

La scoperta che i nanotubi continuano a rimbalzare dopo essere stati ripetutamente compressi fa capire che questa esotica forma di carbonio potrebbe essere l’elemento ideale per dare ancora più forza ai muscoli artificiali.

Gli ingegneri vogliono costruire muscoli artificiali – cioè attuatori che variano di lunghezza in risposta a uno stimolo – che creano un movimento fluido simile a quello umano rispetto a quelli a scatti dei motori elettrici e degli attrezzi pneumatici. Questi muscoli sarebbero utilizzati per rafforzare i robot e per creare protesi e tessuti artificiali per i trapianti.

I muscoli artificiali più promettenti al giorno d’oggi sono quelli che si fondano sui polimeri elettroattivi (EAP), ovvero materiali plastici in grado di cambiare forma dopo aver ricevuto stimoli elettrici o chimici. Eppure questi materiali mancano di robustezza meccanica e come risultato soccombono alla fatica fino a deteriorarsi.

Ma oggi gli ingegneri diretti da Victor Pushparaj del Rensselaer Polytechnic Institute di Troy, nello stato di New York, sostengono che i nanotubi di carbonio potrebbero rafforzare i muscoli artificiali.

Per collaudare la loro qualità di resistenza, il team statunitense ha preso un blocco di due millimetri quadrati in cui milioni di nanotubi erano disposti verticalmente e lo ha compresso ogni 0,75 secondi per oltre cento ore fra due forme di acciaio.

Dopo circa 500 mila compressioni, durante le quali la lunghezza dei tubi diminuiva fino al 75 per cento, l’intero blocco tornava quasi alla sua forma originale. “I nanotubi si rannicchiavano in una forma a zig zag – spiega Pushparaj – ma poi riacquistavano la forma di partenza quando toglievamo il carico”.

La scoperta, però, riguarda soltanto gruppi nutriti di nanotubi. Il nanotubo singolo, infatti, non si rialza sebbene non sia ancora ben chiaro perché.

La loro elasticità, e la scoperta che essa è presente anche dopo centinaia di migliaia di compressioni, è molto simile a quella dei veri muscoli che ritornano alla forma originaria dopo una vita di estensioni e contrazioni.

Per migliorare la loro resistenza allo sforzo, i ricercatori stanno provando a combinare i nanotubi con gli EAP che controllano il muscolo artificiale in fase d’estensione. Yoseph Bar-Cohen, un ingegnere che studia i muscoli artificiali alla Nasa di Pasadena, in California, concorda che “la grande resistenza dei nanotubi di carbonio sia una proprietà strategica per la ricerca”.