10/07/2025

Prestazioni potenti: le sanguisughe come modello per la tecnologia del vuoto

Migliorare l'efficienza è un tema di ricerca centrale, ad esempio nella tecnologia del vuoto. Schmalz ottimizza in modo continuo i suoi sistemi e guarda oltre l'orizzonte quando li sviluppa. Un progetto attuale si concentra sugli organi di aspirazione delle sanguisughe.

Le sanguisughe sono state utilizzate in medicina per secoli, ad esempio per trattare i disturbi venosi o dopo interventi chirurgici per favorire la circolazione del sangue.

Le chiusure in velcro, l'effetto loto e le ali degli aerei sono alcuni esempi importanti di come la bionica possa risolvere compiti tecnici. Dopo tutto, la natura offre risposte affascinanti alle sfide quotidiane. "E di solito sono molto efficienti", sottolinea il dottor Harald Kuolt. Egli dirige i progetti di ricerca presso Schmalz. "Abbiamo cercato processi di aspirazione naturali per migliorare i nostri sistemi di vuoto".

Schmalz ha trovato quello che cercava nelle sanguisughe. Con i loro due organi di aspirazione davanti e dietro, hanno la capacità di aggrapparsi a diverse superfici. Che si tratti di superfici viscide o porose, sotto o sopra l'acqua, grazie alla combinazione di adesione per aspirazione e presa meccanica o aggrappamento, riescono ad attaccarsi in modo sicuro ai loro ospiti. Insieme all'Università di Friburgo, Schmalz ha lanciato un progetto per comprendere meglio i sistemi di adesione biologica. "Abbiamo provato la morfologia funzionale e la biomeccanica delle sanguisughe", spiega il Prof. Dr. Thomas Speck. Egli dirige il gruppo di lavoro "Botanica - Morfologia funzionale e bionica" dell'Università di Friburgo.

Dopo aver effettuato test di strappo manuale, i ricercatori hanno costruito sistemi rotazionali e hanno determinato la forza centrifuga con cui le sanguisughe si distaccano dalla rispettiva superficie. "Abbiamo aperto nuove strade e sviluppato speciali setup sperimentali per misurare le forze di adesione delle sanguisughe", spiega Thomas Speck. In un progetto di ricerca attuale, il team sta provando l'anatomia dell'organo di aspirazione, che consiste in labbra di aspirazione, guarnizione e presa controllate dai muscoli. "La comprensione della relazione forma-struttura-funzione dell'organo di aspirazione è essenziale per ulteriori fasi di astrazione e implementazione di nuovi sistemi bionicamente ottimizzati di Schmalz", spiega il dottor Simon Poppinga, che dirige la ricerca biologica di base sull'organismo modello alla TU Darmstadt.

Dall'acquario al settore

Harald Kuolt: "Il nostro reparto di pre-sviluppo ha quindi prodotto un prototipo che si differenzia dalla nostra gamma standard". Innanzitutto, il labbro di tenuta corre in una direzione diversa da quella delle ventose standard. In secondo luogo, Schmalz ha adattato i raggi di curvatura e ha combinato materiali duri e morbidi. "Siamo riusciti a ridurre il volume morto e quindi ad evacuare molto più velocemente", afferma sorridendo il responsabile della ricerca. "Il nostro obiettivo è che la nuova ventosa abbia prestazioni migliori rispetto ai modelli convenzionali in termini di alloggiamenti ventosa (blocco di aspirazione) e forze di presa, oltre che di guarnizione. Dovrebbe anche essere adatta alla produzione industriale". E anche la sua impronta di carbonio deve essere all'altezza delle ventose precedenti.

Schmalz si sta concentrando sull'ulteriore ottimizzazione di due varianti. I nuovi modelli consentono di risparmiare energia grazie ai brevi tempi di evacuazione. Hanno una migliore guarnizione sulle superfici ruvide e convincono per la loro lunga durata. Grazie alla nuova struttura di guarnizione, dovrebbero garantire una presa sicura anche su superfici irregolari o sensibili. "Le ventose devono funzionare in modo affidabile nelle applicazioni standard; non vogliamo sviluppare una soluzione per pochi casi speciali", sottolinea Harald Kuolt.

"L'obiettivo del nostro progetto di ricerca è quello di risparmiare ancora più energia nella tecnologia del vuoto", afferma il Dr. Harald Kuolt, responsabile dei progetti di ricerca di Schmalz.

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