Creato un super ghiaccio resistente quasi quanto il cemento

Gli scienziati hanno creato in laboratorio un ghiaccio talmente resistente da poter essere quasi paragonato al cemento. La realizzazione di un simile materiale potrebbe apparire quasi come un "gioco" fine a se stesso da parte dei chimici, del resto di base è pur sempre ghiaccio che fonde a temperature superiori a 0 °C, eppure esso potrebbe avere delle applicazioni pratiche da non sottovalutare. Fra esse, ad esempio, la costruzione di infrastrutture per le basi di ricerca scientifica al Polo Sud e al Polo Nord, temporanee e non. Nei continenti Artide e Antartide non è facile far arrivare il cemento e soprattutto non è economico, mentre il ghiaccio e l'acqua sono naturalmente abbondanti, quindi poter utilizzare “mattoni” di questo nuovo super materiale, che gli scienziati hanno chiamato BioPykrete, potrebbe risolvere molti problemi e gettare le basi anche per opere da realizzare al di fuori della Terra.

A mettere a punto il super ghiaccio resistente quasi quanto il cemento è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati israeliani dell'Istituto di Biochimica e del Dipartimento di Scienze Vegetali e Genetica in Agricoltura dell'Università Ebraica di Gerusalemme, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi di vari istituti. Fra quelli coinvolti lo Swiss Plasma Center dell'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (Svizzera), la Facoltà di Biotecnologie e Ingegneria Alimentare del Technion di Haifa e dell'Istituto svizzero per la ricerca ambientale ed energetica nelle zone aride – Università Ben-Gurion del Negev. I ricercatori, coordinati dai professori Chen Adar e Ido Braslavsky, hanno realizzato il super ghiaccio ispirandosi al lavoro di colleghi chimici durante la Seconda Guerra Mondiale. All'epoca gli scienziati della Marina Reale (Royal Navy) del Regno Unito crearono un ghiaccio ultra-resistente rinforzato con polpa di legno, con l'obiettivo di costruire una portaerei innovativa. Questo materiale sperimentale fu chiamato Pykrete. Il professor Braslavsky e colleghi hanno deciso di estendere quel progetto, creando un super ghiaccio potenziato grazie alle conoscenze della moderna ingegneria genetica.

Al centro di questo nuovo materiale si trova infatti una proteina ingegnerizzata che i ricercatori hanno chiamato CBM3a-AFPIII. Essa unisce una proteina presente nel sangue dei pesci che vivono nei mari glaciali che lambiscono le calotte (in sostanza un antigelo naturale, noto come AFPIII) e la proteina CBM3a, in grado di legarsi alla cellulosa. Il composto ottenuto è una sorta di colla in grado di far reagire le fibre di cellulosa con i cristalli di ghiaccio, facendoli legare saldamente. Quando avviene il congelamento, i nanocristalli di cellulosa si organizzano autonomamente e la proteina creata dai ricercatori la fissa alla matrice di ghiaccio, un processo che dà vita a una solida matrice tridimensionale alla base della resistenza. La rete interna impedisce a eventuali crepe e fratture di diffondersi rapidamente nel resto del materiale, come avverrebbe nel fragile ghiaccio naturale. L'effetto è simile a quello del cemento armato, con l'impalcatura in acciaio sostituita da un biomateriale colloso.

Dai test condotti in laboratorio è emerso che il BioPykrete, rispetto al ghiaccio puro, risulta circa 10 volte più resistente alla compressione, inoltre l'energia necessaria per romperlo è superiore di una settantina di volte. Il segreto risiede proprio nella proteina CBM3a-AFPIII, che raddoppia resistenza e tenacità a differenza del ghiaccio arricchito solo dalla cellulosa. Questi valori rendono il nuovo materiale simile al cemento, in termini di resistenza.

Come indicato, il BioPykrete non è solo un esercizio di stile da presentare ai congressi di Chimica. scevro da qualunque applicazione pratica; gli scienziati ritengono che un simile materiale possa essere concretamente d'aiuto nell'edilizia polare, dove potrebbe essere alla base di varie strutture e infrastrutture. Al momento, comunque, si tratta di una prova di concetto che deve superare molteplici altre fasi della ricerca scientifica prima di diventare un qualcosa di commerciabile. I dettagli della ricerca “Biomimetic engineering of a fortified ice composite with enhanced mechanical properties” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica specializzata Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.