Dagli USA un filtro inverso per particelle

In genere i filtri bloccano le particelle più grosse lasciando passare quelle più piccole. Un team di ricercatori della Pennsylvania State University ha sviluppato un materiale che è in grado di fare esattamente il contrario e che potrebbe avere importanti ripercussioni in molti campi della vita quotidiana, compreso quello chirurgico. Lo studio su Science Advances.

Il filtro più semplice che possiamo immaginare è una rete: le particelle che hanno dimensione inferiore a quella delle maglie della rete possono passare, le altre invece restano fuori. Un filtro inverso fa esattamente il lavoro contrario, facendo passare quelle più grandi e non quelle più piccole. Per una rete questo sarebbe assurdo, ma nel caso del filtro sviluppato da un team di ricercatori della Pennsylvania State University, l’obiettivo è raggiunto cambiando il principio alla base della selezione.

Questi ricercatori hanno infatti sviluppato una membrana liquida trasparente fatta di sodio dodecilsolfato ed acqua seleziona le particelle in base alla loro energia cinetica invece che in base alla loro dimensione. Siccome particelle più grandi accumulano un’energia cinetica maggiore di quelle più piccole (a parità di forza esercitata e di densità), quelle grandi possono bucare la membrana più facilmente di quelle più piccole. La membrana è poi in grado di rigenerarsi istantaneamente grazie alla tensione superficiale, il meccanismo che fa sì che le gocce d’acqua restino con la loro forma invece che stendersi sul piano.

I ricercatori sono stati in grado di sviluppare la matematica alle spalle di questa invenzione dopo un lungo lavoro sperimentale di tentativi attraverso diversi materiali per la membrana e per gli oggetti da filtrare. L’ispirazione però viene dal mondo della biologia: la fagocitosi cellulare, il processo attraverso il quale le cellule sono in grado di fagocitare corpi dal mondo esterno, facendoli passare attraverso le loro membrane che tuttavia vengono immediatamente rigenerate. Questo processo avviene proprio come un filtro inverso, in quanto le cellule lasciano passare solo alcuni oggetti senza lasciar passare le piccole particelle estranee disperse nell’ambiente attorno ad esse.

Un filtro come questo può avere grande interesse applicativo: potrebbe ad esempio essere utile in ambito chirurgico, dove potrebbe impedire a polvere e germi di entrare nel luogo dell’operazione, o ad esempio potrebbe intrappolare gli odori in bagno senza acqua, o potrebbe essere utile per creare una barriera contro gli insetti vettori di infezioni.

In questo video potete vedere la membrana in azione:

Fonte: Science