Un ghiaccio capace di assorbire molta più energia prima di rompersi potrebbe diventare, in futuro, un materiale da costruzione per gli ambienti polari. Chiamato BioPykrete, è circa dieci volte più resistente alla compressione del ghiaccio puro e può assorbire circa 70 volte più energia prima di cedere. A differenza del ghiaccio comune, che può frantumarsi rapidamente quando si formano delle crepe, questo materiale tende a deformarsi e a rompersi in modo più graduale. La sua durata nel lungo periodo, però, deve ancora essere verificata.
La ricerca è stata guidata dal professor Ido Braslavsky della Robert H. Smith Faculty of Agriculture, Food and Environment dell’Università Ebraica di Gerusalemme ed è stata pubblicata sulla rivista Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
Come è fatto il BioPykrete
Le proprietà del BioPykrete dipendono da nanocristalli di cellulosa, particelle rigide ricavate dalla sostanza naturale che dà struttura alle piante. Quando il materiale congela, i nanocristalli formano una rete tridimensionale attorno a microscopiche regioni di ghiaccio. Per collegare più saldamente i due componenti, i ricercatori hanno progettato una proteina con parti in grado di legarsi sia al ghiaccio sia alla cellulosa. Questo ponte molecolare ancora la rete di rinforzo al ghiaccio. Rispetto a una miscela simile con cellulosa ma senza la proteina ingegnerizzata, la sua aggiunta ha raddoppiato sia la resistenza sia la capacità di assorbire energia.
Yulia Baron e Dr. Liat Bahari
«Volevamo andare oltre il semplice mescolare fibre al ghiaccio e controllare invece il modo in cui i diversi materiali si connettono a livello molecolare», ha dichiarato Braslavsky. «Il risultato cambia non solo la resistenza del ghiaccio, ma anche il modo in cui si rompe. Invece di frantumarsi all’improvviso, può assorbire molta più energia e deformarsi gradualmente».
Una rottura più graduale
Nel ghiaccio comune, le piccole crepe possono propagarsi rapidamente attraverso la struttura cristallina e provocare una rottura improvvisa. Nel BioPykrete, la rete di cellulosa può ostacolare o deviare l’avanzamento delle fratture. Secondo l’ipotesi dei ricercatori, i legami con le proteine rendono la rete più difficile da deformare o lacerare, aumentando l’energia necessaria perché le crepe si propaghino.
Dall’esperimento del Pykrete agli ambienti polari
L’idea riprende un esperimento della Seconda guerra mondiale: il Pykrete, una miscela di ghiaccio e pasta di legno, più resistente e più lenta a sciogliersi del ghiaccio non trattato. Il BioPykrete segue lo stesso principio generale, ma sostituisce le fibre di legno con rinforzi su scala nanometrica e legami molecolari progettati per migliorare le prestazioni meccaniche.
I possibili impieghi riguardano soprattutto le regioni artiche e antartiche, dove trasportare materiali tradizionali come calcestruzzo e acciaio può essere costoso e complesso dal punto di vista logistico. Essendo composto in gran parte da ghiaccio e cellulosa di origine vegetale, il BioPykrete potrebbe offrire, per alcune strutture nelle zone più fredde, un’alternativa biodegradabile e con un’impronta di carbonio inferiore. Un altro approccio naturale per proteggere il ghiaccio è l’uso di teli di lana di pecora sui ghiacciai.
Le verifiche ancora necessarie
Per ora, tuttavia, si tratta soltanto di una prova di concetto. I risultati ottenuti in laboratorio non dimostrano che il materiale possa resistere per anni in un’opera edilizia. Restano da studiare la sua risposta a ripetuti cicli di congelamento e scongelamento, ai carichi prolungati e alla deformazione graduale sotto pressione costante. Le prossime ricerche analizzeranno anche come si sviluppano le fratture e se proteine diverse o tecniche di congelamento alternative possano migliorarne ulteriormente le proprietà. Questi test serviranno a capire se il BioPykrete potrà passare dai campioni di laboratorio a un uso pratico nell’edilizia.
Lo studio scientifico
Lo studio, intitolato «Biomimetic engineering of a fortified ice composite with enhanced mechanical properties», è firmato da Chen Adar, Yulia Baron, Baruch Rofman, Maya Bar Dolev, Liat Bahari, Victor Yashunsky, Vera Sirotinskaya, Oded Shoseyov e Ido Braslavsky. È stato pubblicato il 2 agosto 2026 su Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2026.116037. Google · Google News.
Fonte: scitechdaily.com
