Dalle creme ai farmaci: i materiali si studiano nello spazio

Milano - Montpellier, 27 novembre 2025 – La durata di una crema solare, la stabilità di una maionese o l’efficacia di un farmaco dipendono da ciò che accade nei materiali che li compongono: gel e vetri, strutture complesse e disordinate che cambiano lentamente nel tempo.
Per comprenderne davvero l’evoluzione, un gruppo di ricercatori del Politecnico di Milano e dell’Université de Montpellier – CNRS ha deciso di studiarli dove la gravità non c’è: nello spazio.

È da questa intuizione che nasce COLIS (COlloids In Space), una nuova facility - cioè un laboratorio sperimentale installato sulla Stazione Spaziale Internazionale - dedicata allo studio dei materiali soffici e complessi in microgravità.
Il progetto si inserisce nel programma “Colloids in Space” dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e del Centre National d’Études Spatiales (CNES).

COLIS è il risultato di una collaborazione scientifica di lungo corso tra Luca Cipelletti, fisico del Laboratoire Charles Coulomb dell’Université de Montpellier - CNRS, e Roberto Piazza, professore di Fisica della Materia al Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, dove dirige il laboratorio Soft Matter.

«Studiare questi materiali in microgravità ci permette di isolare l’effetto della gravità, una forza silenziosa ma decisiva nella loro evoluzione», spiega Roberto Piazza.
«Capire questi processi ci aiuterà a progettare formulazioni più stabili, dai farmaci a rilascio controllato ai materiali autoassemblanti».

COLIS utilizza tecniche ottiche di correlazione dinamica basate sull’analisi dei cosiddetti speckle pattern - le minuscole variazioni della luce laser diffusa da un campione - per monitorare come gel e vetri colloidali si ristrutturano nel tempo.
Dispone inoltre di sistemi di stimolazione termica controllata, che consentono di innescare e osservare i processi di invecchiamento dei materiali in modo preciso e riproducibile.

Un’altra innovazione è la capacità di misurare le fluttuazioni della polarizzazione della luce diffusa, utile per individuare in anticipo la formazione di fasi cristalline.
Questa funzionalità sarà utilizzata dai gruppi di Dominique Maes e James Lutsko della Vrije Universiteit di Bruxelles per studiare la cristallizzazione delle proteine in microgravità, un passo chiave per migliorare la stabilità dei farmaci e la produzione biotecnologica.

«COLIS rappresenta il culmine di oltre venticinque anni di collaborazione con il Politecnico di Milano», aggiunge Luca Cipelletti. «Portare la fisica dei materiali soffici sulla Stazione Spaziale è una sfida tecnologica e scientifica che apre nuove frontiere nello studio della materia disordinata».

Progettato dagli scienziati e realizzato dall’azienda Redwire Space, COLIS è stato trasportato sulla ISS dal cargo Cygnus NG-21 della NASA.
Oggi la facility è pienamente operativa e analizza campioni di gel e vetri costituiti da nanoparticelle colloidali, ideali per indagare i processi di riorganizzazione interna e invecchiamento dei materiali.

I primi risultati, ottenuti da Luca Cipelletti, Roberto Piazza, Stefano Buzzaccaro (Co-PI del progetto per il Politecnico di Milano) e Alessandro Martinelli (post-doc a Montpellier, finanziato dal CNES francese), mostrano che la gravità influisce in modo più marcato del previsto sulla struttura dei materiali soffici, influenzandone le proprietà anche a lungo termine.

«È sorprendente vedere quanto la gravità, pur essendo così familiare, plasmi in modo invisibile i materiali che usiamo ogni giorno», conclude Piazza «Queste osservazioni ci aiutano a capire e migliorare il comportamento dei materiali nel tempo – un obiettivo che riguarda direttamente la qualità della vita sulla Terra».

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