Immaginate un materiale che, come un camaleonte, cambia le sue proprietà fisiche in risposta all'ambiente circostante. Questa non è più fantascienza: un team di ricercatori della City University of New York (CUNY) ha infatti messo a punto un materiale cristallino artificiale capace di trasformarsi, passando da uno stato rigido a uno morbido e viceversa, a seconda del livello di umidità presente nell'aria. La chiave di questa sorprendente metamorfosi? L'acqua.
Ispirandosi al comportamento delle proteine, molecole biologiche estremamente dinamiche che modificano costantemente la loro forma per svolgere le loro funzioni, gli scienziati hanno studiato i peptidi, i mattoni fondamentali delle proteine. In particolare, hanno lavorato con due peptidi, leucina (L) e isoleucina (I), che pur avendo la stessa formula chimica, presentano strutture differenti. "Questi peptidi corti ci permettono di accedere a versioni 'semplificate' del comportamento delle proteine," spiega Rein Ulijn, chimico e direttore dell'iniziativa di nanoscienza della CUNY. "Sono abbastanza semplici da progettare in modo sistematico, ma sufficientemente complessi da codificare comportamenti dinamici e sorprendenti."
La magia avviene quando cambia la "chimica" dell'acqua, ovvero l'umidità. La struttura porosa del cristallo di peptidi si riorganizza, alternando forme rigide e piatte a strutture più morbide. L'aspetto più rivoluzionario è che questa trasformazione avviene senza compromettere l'integrità strutturale del materiale. "La maggior parte dei sistemi supramolecolari dinamici è limitata a cambiamenti di organizzazione relativamente piccoli," sottolinea Ulijn. "Al contrario, le catene laterali dei peptidi nel nostro sistema subiscono una riorganizzazione conformazionale molto drastica, che si traduce nei cambiamenti topologici osservati." Questa scoperta apre quindi la strada alla creazione di materiali intelligenti su larga scala, con potenziali applicazioni che vanno dai rivestimenti sensibili all'umidità a dispositivi adattivi di nuova generazione.