La lente prende un graffio, passa un’ora sotto una lampada UV e la cicatrice si riduce a una linea quasi invisibile. È il risultato ottenuto da un gruppo di ricercatori sudcoreani, che ha sviluppato un nuovo materiale autoriparante destinato alle lenti a contatto morbide. Un prototipo ancora sperimentale, certo, ma capace di risolvere uno dei problemi più banali e irritanti per chi le usa: una volta danneggiate, oggi le lenti possono soltanto finire nel cestino.

Il materiale messo a punto da Jung-Hyun Choi e Byoung-Ki Cho riesce invece a ricucire i graffi grazie alla luce ultravioletta, mantenendo trasparenza, flessibilità e una buona capacità di trattenere l’acqua. Lo studio, finanziato anche dalla National Research Foundation della Corea del Sud, è stato pubblicato su ACS Applied Polymer Materials.

Il graffio si richiude grazie ai legami dello zolfo

Le comuni lenti morbide sono formate da idrogel, reti di polimeri porose e ricche d’acqua che risultano abbastanza flessibili da adattarsi all’occhio. Questa struttura può però graffiarsi durante la manipolazione o a contatto con polvere e piccoli detriti.

I ricercatori hanno modificato l’idrogel inserendo nella sua struttura dei legami disolfuro dinamici. Quando la lente viene esposta per un’ora a luce UV con una lunghezza d’onda di 365 nanometri, alcuni legami tra gli atomi di zolfo si spezzano temporaneamente e ne formano di nuovi con quelli vicini.

La rete del materiale riesce così a riorganizzarsi nel punto danneggiato, richiudendo progressivamente il solco. Nelle immagini al microscopio diffuse dall’American Chemical Society, il graffio profondo visibile prima del trattamento si trasforma in una linea molto più sottile dopo l’esposizione alla lampada. Una specie di rammendo molecolare, con lo zolfo al posto dell’ago.

Il gruppo aveva già sviluppato un idrogel capace di ripararsi con il calore, ma il trattamento richiedeva diverse ore e rischiava di asciugare una lente così sottile. La luce UV permette invece di avviare la reazione a temperatura ambiente e in tempi più brevi.

Secondo Cho, il processo potrebbe essere ripetuto e, in futuro, eseguito anche con piccoli dispositivi domestici a luce UV, simili a quelli impiegati per la pulizia degli oggetti o per indurire lo smalto in gel. Si tratta ancora di un’ipotesi applicativa: il prototipo dovrà essere ulteriormente studiato prima di arrivare nei bagni di casa, tra il liquido per le lenti e la lima per le unghie.

Più resistenti ai graffi e ai depositi

L’autoriparazione è soltanto una delle caratteristiche del nuovo materiale. Sulla superficie dell’idrogel è stato applicato un secondo polimero progettato per limitare i graffi, l’accumulo di materiale biologico e la crescita batterica.

Il rivestimento forma una superficie molto idratata e scivolosa, alla quale proteine e microrganismi riescono ad aderire con maggiore difficoltà. Un dettaglio importante per un dispositivo che rimane a contatto diretto con lacrime, palpebre e dita e che, nel corso dell’uso quotidiano, può facilmente raccogliere depositi.

Per metterne alla prova la resistenza, i ricercatori hanno sfregato la superficie con carta abrasiva a grana fine. Dopo il trattamento, la trasparenza della lente è diminuita soltanto di circa il 2%. Il rivestimento ha quindi protetto il materiale anche davanti a una sollecitazione decisamente più aggressiva di quella prevista durante l’uso normale.

Le lenti sperimentali hanno conservato anche proprietà meccaniche e capacità di trattenere l’acqua simili a quelle richieste alle normali lenti morbide. Il materiale, insomma, riesce a ripararsi senza diventare rigido, opaco o secco: un equilibrio tutt’altro che scontato quando si lavora con strutture tanto sottili e delicate.

Lenti più longeve e meno rifiuti

Una lente capace di resistere meglio all’abrasione e recuperare dai piccoli danni potrebbe durare più a lungo, riducendo sia il costo delle sostituzioni sia la quantità di dispositivi gettati via. Il vantaggio sarebbe particolarmente interessante per le lenti progettate per un utilizzo prolungato, purché la possibilità di ripararle venga accompagnata da sistemi sicuri di pulizia e conservazione.

Prima di arrivare sul mercato serviranno ulteriori prove di stabilità e l’approvazione delle autorità regolatorie sudcoreane. I ricercatori dovranno verificare che il materiale conservi le proprie caratteristiche dopo più cicli di riparazione e nelle condizioni reali di utilizzo. La tecnologia parte comunque da un risultato molto concreto: un graffio inciso su una lente sperimentale è quasi scomparso dopo sessanta minuti di luce UV.

Fonte: ACS Applied Polymer Materials

 

La lente prende un graffio, passa un’ora sotto una lampada UV e la cicatrice si riduce a una linea quasi invisibile. È il risultato ottenuto da un gruppo di ricercatori sudcoreani, che ha sviluppato un nuovo materiale autoriparante destinato alle lenti a contatto morbide. Un prototipo ancora sperimentale, certo, ma capace di risolvere uno dei problemi più banali e irritanti per chi le usa: una volta danneggiate, oggi le lenti possono soltanto finire nel cestino.

Il materiale messo a punto da Jung-Hyun Choi e Byoung-Ki Cho riesce invece a ricucire i graffi grazie alla luce ultravioletta, mantenendo trasparenza, flessibilità e una buona capacità di trattenere l’acqua. Lo studio, finanziato anche dalla National Research Foundation della Corea del Sud, è stato pubblicato su ACS Applied Polymer Materials.

Il graffio si richiude grazie ai legami dello zolfo

Le comuni lenti morbide sono formate da idrogel, reti di polimeri porose e ricche d’acqua che risultano abbastanza flessibili da adattarsi all’occhio. Questa struttura può però graffiarsi durante la manipolazione o a contatto con polvere e piccoli detriti.

I ricercatori hanno modificato l’idrogel inserendo nella sua struttura dei legami disolfuro dinamici. Quando la lente viene esposta per un’ora a luce UV con una lunghezza d’onda di 365 nanometri, alcuni legami tra gli atomi di zolfo si spezzano temporaneamente e ne formano di nuovi con quelli vicini.

La rete del materiale riesce così a riorganizzarsi nel punto danneggiato, richiudendo progressivamente il solco. Nelle immagini al microscopio diffuse dall’American Chemical Society, il graffio profondo visibile prima del trattamento si trasforma in una linea molto più sottile dopo l’esposizione alla lampada. Una specie di rammendo molecolare, con lo zolfo al posto dell’ago.

Il gruppo aveva già sviluppato un idrogel capace di ripararsi con il calore, ma il trattamento richiedeva diverse ore e rischiava di asciugare una lente così sottile. La luce UV permette invece di avviare la reazione a temperatura ambiente e in tempi più brevi.

Secondo Cho, il processo potrebbe essere ripetuto e, in futuro, eseguito anche con piccoli dispositivi domestici a luce UV, simili a quelli impiegati per la pulizia degli oggetti o per indurire lo smalto in gel. Si tratta ancora di un’ipotesi applicativa: il prototipo dovrà essere ulteriormente studiato prima di arrivare nei bagni di casa, tra il liquido per le lenti e la lima per le unghie.

Più resistenti ai graffi e ai depositi

L’autoriparazione è soltanto una delle caratteristiche del nuovo materiale. Sulla superficie dell’idrogel è stato applicato un secondo polimero progettato per limitare i graffi, l’accumulo di materiale biologico e la crescita batterica.

Il rivestimento forma una superficie molto idratata e scivolosa, alla quale proteine e microrganismi riescono ad aderire con maggiore difficoltà. Un dettaglio importante per un dispositivo che rimane a contatto diretto con lacrime, palpebre e dita e che, nel corso dell’uso quotidiano, può facilmente raccogliere depositi.

Per metterne alla prova la resistenza, i ricercatori hanno sfregato la superficie con carta abrasiva a grana fine. Dopo il trattamento, la trasparenza della lente è diminuita soltanto di circa il 2%. Il rivestimento ha quindi protetto il materiale anche davanti a una sollecitazione decisamente più aggressiva di quella prevista durante l’uso normale.

Le lenti sperimentali hanno conservato anche proprietà meccaniche e capacità di trattenere l’acqua simili a quelle richieste alle normali lenti morbide. Il materiale, insomma, riesce a ripararsi senza diventare rigido, opaco o secco: un equilibrio tutt’altro che scontato quando si lavora con strutture tanto sottili e delicate.

Lenti più longeve e meno rifiuti

Una lente capace di resistere meglio all’abrasione e recuperare dai piccoli danni potrebbe durare più a lungo, riducendo sia il costo delle sostituzioni sia la quantità di dispositivi gettati via. Il vantaggio sarebbe particolarmente interessante per le lenti progettate per un utilizzo prolungato, purché la possibilità di ripararle venga accompagnata da sistemi sicuri di pulizia e conservazione.

Prima di arrivare sul mercato serviranno ulteriori prove di stabilità e l’approvazione delle autorità regolatorie sudcoreane. I ricercatori dovranno verificare che il materiale conservi le proprie caratteristiche dopo più cicli di riparazione e nelle condizioni reali di utilizzo. La tecnologia parte comunque da un risultato molto concreto: un graffio inciso su una lente sperimentale è quasi scomparso dopo sessanta minuti di luce UV.

Fonte: ACS Applied Polymer Materials