Un team di ricercatori della Rice University ha sviluppato un metamateriale soffice in grado di cambiare forma e dimensione sotto il controllo di un campo magnetico, mantenendo la nuova configurazione anche senza stimoli esterni. La ricerca apre nuovi scenari per dispositivi medici ingeribili o impiantabili, combinando flessibilità estrema e resistenza straordinaria.
Un materiale “morbido” ma resistente
Guidato dal professor Yong Lin Kong, il progetto mira a superare i limiti dei polimeri tradizionali, creando un materiale capace di sopportare carichi dieci volte superiori al proprio peso senza perdere stabilità.
Questa resistenza è cruciale in ambienti complessi come il tratto gastrointestinale umano, soggetto a acidità, sollecitazioni meccaniche e temperature variabili. La capacità di mantenere forma e funzionalità anche in condizioni estreme rende il metamateriale ideale per dispositivi medici che devono operare in sicurezza all’interno del corpo.
La chiave della tecnologia è la cosiddetta “multistabilità programmata”. Microstrutture a forma di trapezio e travi di rinforzo vengono deformate tramite un campo magnetico e bloccano la nuova configurazione grazie a una barriera energetica. In altre parole, la struttura possiede una sorta di memoria incorporata, che le permette di rimanere nella forma desiderata anche dopo la rimozione del magnete.
Applicazioni mediche e movimenti complessi
La costruzione del metamateriale avviene tramite stampi 3D che replicano microarchitetture di travi inclinate e segmenti di supporto. Unendo più unità di base, i ricercatori hanno creato strutture capaci di movimenti complessi, come onde peristaltiche simili a quelle dell’intestino, utili per spostare o rilasciare fluidi in punti specifici del corpo.
L’approccio morbido riduce i rischi legati a dispositivi rigidi, come ulcere, perforazioni o infiammazioni. Nei test, il metamateriale ha mantenuto funzionalità e stabilità anche dopo lunghi periodi di stress e immersione in soluzioni acide, simulando le condizioni reali dello stomaco.
Secondo Kong, controllare da remoto forma e dimensione di un dispositivo ingerito o impiantato potrebbe rendere procedure mediche più sicure ed efficaci, come il posizionamento mirato, il rilascio controllato di farmaci o l’applicazione di forze meccaniche localizzate.
I risultati sono pubblicati sulla rivista Science Advances, segnando un passo avanti significativo nella progettazione di dispositivi medici innovativi e sicuri.
