Stampe bioispirate

La quarta dimensione

di

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09

mar

2016

Una stampante 3D genera oggetti inediti, capaci di trasformarsi quando vengono stimolati. Proprio come accade in natura.

Oggetti che rispondono agli stimoli esterni, come accade in natura e, come in natura, non lo fanno a casaccio. Un complesso modello matematico ne regola prima la crescita sotto gli ugelli della stampante 3D e poi la deformazione controllata quando incontra le condizioni ambientali adatte. Come fanno i fiori e le piante e come faranno, in un prossimo futuro, tessuti intelligenti, robot malleabili, dispositivi biomedici.

Usando un adatto inchiostro a gel composto da fibre di cellulosa, possiamo creare geometrie che includono le informazioni di cambiamento in quantità più elevata rispetto a qualunque altra tecnica, semplicemente modificando il percorso di stampa.

Così spiega la tecnica Sydney Gladman, il ricercatore del gruppo Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering che opera presso l'università di Harvard, specializzato nella stampa di polimeri compositi.

In poche parole, si tratta di introdurre un composto apposito in una siringa che prende il posto di un normale ugello di una stampante 3D e usarlo come materiale da costruzione, fino a solidificarlo analogamente a un oggetto stampato con un normale filamento. La differenza risede nel fatto che la geometria dell'oggetto è controllata in ogni singolo e minuscolo punto e la deposizione crea dei vuoti o degli ispessimenti localizzati affinché, sotto lo stimolo di qualche agente esterno, l'oggetto si possa deformare in modo assolutamente e totalmente prevedibile.

Stampa "4D"

La quarta dimensione è la trasformazione dinamica, ispirata alla natura.

L'incredibile risultato del modello matematico che pilota la deposizione e crea la giusta trama risede nel fatto che è possibile la progettazione di quasi qualunque forma arbitraria, aprendo alla tecnica una enorme potenzialità di applicazioni in campo industriale o medico.

Gli esempi applicativi ipotizzati hanno del fantascientifico: dal rivestimento delle automobili che si adatta ai cambiamenti dell'ambiente esterno, come la presenza di ghiaccio, bagnato o sale sulle strade così da proteggersi dalla corrosione, fino alle divise di soldati che alterano automaticamente il proprio camuffamento in base al terreno circostante o si autoproteggono dalla presenza di gas o dal contatto di schegge.

Fiore di gel

Per la stampa si depone un gel che può diventare un robot malleabile.

Non è per nulla che il progetto ha ricevuto un finanziamento da 855 mila dollari da parte del reparto ricerche dell'esercito statunitense.

Le bioispirazioni non finiscono qui. I filoni di ricerca per oggetti e strumenti che imitano i processi naturali stanno coinvolgendo ricercatori in tutto il mondo. Ne attendiamo volentieri le applicazioni promesse.




Paolo Capobussi (@ViviScienza) si diletta a divulgare informatica e nuove tecnologie dai tempi delle Pagine Bianche delle email presenti nel mondo (ne possiede una copia a cui tiene gelosamente). Attualmente si diverte con tutto ciò che odora di makers, elettronica, chimica e scienze naturali e offre al pubblico le sue passioni creando attività di edutainment e continuando a produrre libri e Multi-Touch Book in ambito scientifico-tecnologico.

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