Anche i materiali invecchiano. Non è solo una questione di moda, ma di invecchiamento fisico, proprio come succede agli esseri umani.
Molti materiali, come la plastica o il vetro (inteso come materiale amorfo) per esempio, diventano vecchi. Cioè, cambiano lentamente nel tempo mentre le loro particelle cercano di impacchettarsi meglio. Naturalmente, anche i materiali biologici, come i tessuti viventi, possono mostrare un comportamento simile al vetro o alla plastica, tranne per il fatto che le particelle sono cellule o batteri che hanno una propria propulsione.
L’invecchiamento dei sistemi vetrosi
Su questi concetti hanno lavorato i ricercatori dell’Università di Göttingen (Germania), utilizzando simulazioni al computer per esplorare il comportamento di invecchiamento dei sistemi vetrosi “viventi“.
Sorprendentemente, i ricercatori hanno rivelato che l’attività delle particelle può effettivamente guidare l’invecchiamento, una cosa che potrebbe essere sfruttata in tutta una serie di applicazioni.
Torniamo all’esempio del vetro e della plastica. Come accennato, le loro particelle si raggruppano meglio nel tempo (cioè invecchiano). Ma se questo processo è disturbato da una deformazione meccanica, ad esempio se un solido viene piegato, i materiali tornano al loro stato precedente e vengono quindi “ringiovaniti“.
Per capire ciò che accade nei sistemi biologici, i fisici dell’Università di Göttingen hanno simulato al computer un modello vetroso costituito da particelle attive (vetro vivente).
Proprio come accadrebbe in un sistema biologico reale, ogni particella della simulazione ha una propria forza di propulsione, modellata come un cambiamento di direzione casuale nel tempo. Variando la scala temporale di questi cambiamenti di direzione si è notato qualcosa di interessante e inaspettato.
Importanti implicazioni in alcuni processi biologici
Quando il lasso di tempo è breve, le particelle vengono spinte in modo casuale come se fossero ad una temperatura più alta, cosa che produce invecchiamento. Quando i cambi di direzione sono lenti, le particelle cercano di andare nella stessa direzione, fermando l’invecchiamento. Tuttavia, quando l’attività delle particelle è molto persistente, viene favorito l’invecchiamento.
Questa ricerca evidenzia importanti caratteristiche del comportamento vetroso nei materiali che non hanno nulla di comparabile con i vetri convenzionali. Ciò potrebbe avere implicazioni in molti processi biologici con comportamenti vetrosi. Come nel caso delle cellule nella guarigione delle ferite, nello sviluppo dei tessuti e nelle metastasi del cancro.
La ricerca è stata pubblicata su Physical Review Letters.
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