HomeTecnologieMateriali antifragili: smartphone e gadget che si riparano da soli, mito o futuro vicino?

Materiali antifragili: smartphone e gadget che si riparano da soli, mito o futuro vicino?

Un graffio sul display. Compare dal nulla, chissà quando, chissà come, magari tra le chiavi in tasca, magari appoggiato male sul comodino. Per anni l'idea che il telefono potesse "guarirsi" da solo è stata roba da film di fantascienza.

Le cose sono cambiate più di quanto si pensi. Nei laboratori di mezzo mondo esistono già polimeri, vetri e rivestimenti capaci di richiudere graffi e microfratture senza intervento umano. Resta però un bel pezzo di strada prima di arrivare a un dispositivo davvero “antifragile“, pronto per lo scaffale di un negozio.

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L’idea di base, a pensarci, è quasi disarmante nella sua semplicità: invece di inseguire il materiale indistruttibile che non esiste, si progettano materiali che reagiscono al danno. Il concetto non è nuovissimo. Già nel 2001 un gruppo di ricerca dell’Università dell’Illinois, guidato da Scott White, dimostrò che si potevano incorporare in una resina epossidica delle microcapsule contenenti un agente rigenerante: quando una crepa le rompeva, il liquido usciva, entrava a contatto con un catalizzatore disperso nel materiale e polimerizzava, sigillando la fessura. Un’idea semplice, quasi meccanica, che ha aperto un intero filone di ricerca.

Il materiale indistruttibile non esiste quindi si progettano materiali che reagiscono al danno
Il materiale indistruttibile non esiste quindi si progettano materiali che reagiscono al danno

Da lì in poi la chimica dei materiali ha fatto molti passi avanti. I vitrimeri, per esempio, polimeri con legami covalenti “riorganizzabili” teorizzati dal chimico francese Ludwik Leibler nel 2011, possono essere riscaldati leggermente per far scorrere le proprie catene molecolari e richiudere microfratture, comportandosi un po’ come un vetro e un po’ come una gomma. Altri approcci sfruttano legami a idrogeno o interazioni ioniche reversibili, più deboli dei legami covalenti classici ma proprio per questo capaci di rompersi e riformarsi molte volte senza calore né pressione esterna. Il danno, insomma, non scompare per magia: viene intercettato e in parte “digerito” dalla struttura chimica stessa del materiale.

Cosa esiste già per davvero oggi. A questo punto bisogna essere onesti: la maggior parte di ciò che è disponibile riguarda superfici e rivestimenti, non l’elettronica vera e propria. LG, con il G Flex del 2013 e poi il G Flex 2 del 2015, montò per prima una cover posteriore in poliuretano capace di rimarginare piccoli graffi in pochi minuti a temperatura ambiente che funzionava, ma solo su danni superficiali lievissimi, e la stampa dell’epoca trattò la cosa più come una curiosità che come una rivoluzione. Motorola ha depositato negli anni diversi brevetti per display con strati polimerici a memoria di forma, pensati per attenuare le microabrasioni sullo strato più esterno del vetro.

Sul fronte dei display c’è poi un episodio quasi buffo: nel 2017 un ricercatore dell’Università di Tokyo, Yu Yanagisawa, scoprì per puro caso, stava studiando tutt’altro, l’adesione tra materiali, un polimero vetroso in grado di risaldarsi da solo dopo essere stato tagliato in due, semplicemente tenendo i due pezzi premuti insieme per una manciata di secondi a temperatura ambiente. Non era nemmeno l’obiettivo dell’esperimento. Da allora diversi centri di ricerca, incluso lo stesso ateneo giapponese, stanno provando ad adattare quel principio a vetri più rigidi e compatibili con gli schermi.

Teoria dell'adesione tra materiali un polimero vetroso in grado di risaldarsi da solo semplicemente tenendo i due pezzi premuti insieme
Teoria dell’adesione tra materiali un polimero vetroso in grado di risaldarsi da solo semplicemente tenendo i due pezzi premuti insieme

Anche sulle batterie si lavora in questa direzione: il gruppo della chimica Zhenan Bao a Stanford studia da anni polimeri elastici e autoriparanti da usare come rivestimento degli elettrodi, per limitare le microfratture che si formano nel silicio durante i cicli di carica e scarica, uno dei motivi per cui le batterie perdono capacità nel tempo. Sulle cerniere dei foldable, infine, produttori come Samsung lavorano più su lubrificanti e rivestimenti resistenti all’usura che su una vera autoriparazione chimica, ma la direzione di marcia è la stessa: ridurre il danno invece di limitarsi a incassarlo.

Il device indistruttibile che torna come nuovo dopo ogni caduta resta, ad oggi, un mito. Nessun materiale conosciuto ricostruisce da solo un vetro andato in frantumi o un chip danneggiato da un urto violento. Ma se si guarda a dispositivi più resilienti, superfici che assorbono i piccoli danni quotidiani, strati funzionali che si autoriparano almeno in parte, il quadro cambia parecchio, ed è un futuro più vicino di quanto sembri. È verosimile che i primi miglioramenti concreti arrivino proprio dove si vedono già oggi: cover, rivestimenti, cerniere dei pieghevoli. Solo più avanti, forse, queste soluzioni arriveranno a toccare anche i componenti interni.

Perché dovrebbe interessarci? Perché non è solo estetica. Meno graffi e meno microfratture significano meno riparazioni, meno rifiuti elettronici, dispositivi che durano più a lungo prima di finire in un cassetto o in discarica. Un vantaggio per il portafoglio, certo, ma anche per l’ambiente, non è un dettaglio da poco, considerando quanti smartphone vengono sostituiti ogni anno più per un display rovinato che per un guasto reale. Per i produttori, però, la sfida è soprattutto industriale, prima ancora che chimica: un materiale autoriparante deve funzionare, sì, ma deve anche costare poco, essere sottile, restare trasparente dove serve ed essere compatibile con sensori, pannelli OLED e touchscreen capacitivi. Funzionare in una provetta di laboratorio è un conto. Funzionare su una linea che produce milioni di pezzi al mese è tutta un’altra storia.

Il vero collo di bottiglia non è dimostrare che l’autoriparazione funziona in condizioni controllate, quello più o meno, si sa già fare. Il problema è farla reggere nel mondo reale: urti improvvisi, sbalzi di temperatura, pieghe ripetute migliaia di volte, umidità, polvere, sudore delle mani, milioni di cicli d’uso. Tutto questo senza che il display perda nitidezza, senza che il touch diventi meno reattivo, senza ingiallire nel tempo come capita a certe plastiche. Ecco perché molte delle soluzioni più promettenti restano confinate a prototipi, brevetti e paper accademici: idee solide, risultati incoraggianti in laboratorio, ma ancora lontane da uno standard di mercato.

Gli smartphone che si riparano da soli non sono più pura fantascienza. Non sono nemmeno, va detto con altrettanta chiarezza, una realtà matura e diffusa. Il futuro più probabile, almeno nel prossimo decennio, non è il telefono immortale, ma qualcosa di più modesto e realistico: una nuova generazione di materiali intelligenti che limitano i danni quotidiani e allungano la vita dei nostri dispositivi. Non telefoni invincibili, quindi, ma apparecchi molto più difficili da rovinare. Che, alla fine, non è affatto poco.

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Ciro Tafuri
Ciro Tafurihttps://www.cirotafuri.com
Lavoro come ingegnere informatico, in particolare mi occupo di sviluppo software creando soluzioni personalizzate per ogni esigenza. Progetto e realizzo applicazioni digitali, collego sistemi elaborando soluzioni per aziende e professionisti. Il mio scopo è quello di combinare la tecnica con la pratica. In questo modo, rendo tutto più facile e le organizzazioni diventano più efficienti grazie a strumenti aggiornati e affidabili. Quando non lavoro, amo parlare di tecnologia. Mi interessa anche capire come la tecnologia sta cambiando il mondo e la società. Per condividere le mie riflessioni, scrivo articoli che mi auguro siano comprensibili a tutti, non solo agli addetti ai lavori.

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