Materiali che si muovono da soli scoperti dai ricercatori

I locità di un guscio polimerico che salta autonomamente (credito: UMass Amherst)

Materiali che sono in grado di scattare su se stessi e poi di ripristinare la forma originaria per ripetere il movimento: è quello che hanno creato alcuni ricercatori dell’Università del Massachusetts Amherst. Si parla di materiali “in grado di auto-propulsione” nel comunicato emesso sul sito della stessa università americana che immagina eventuali utilizzi relativi, per esempio, a piccoli robot che potrebbero salire in maniera autonoma su una rampa di scale.[1]

In generale materiali in grado di eseguire movimenti del genere poi ripristinare la forma iniziale possono essere usati in tutti quei settori in cui c’è bisogno di generare movimento in maniera sostenibile e dunque quei settori che vanno dalla robotica fino alla produzione di giocattoli.
La scoperta è stata fatta da un team di ricercatori guidato dal professore di scienze ed ingegneria dei polimeri Al Crosby, del College of Natural Sciences dell’UMass Amherst. Il ricercatore ha lavorato con uno studente laureato nel suo stesso gruppo, Yongjin Kim, e con il ricercatore in visita Jay Van den Berg, dell’Università Delft dei Paesi Bassi.

I ricercatori hanno scoperto questo importante effetto durante un esperimento che vedeva una striscia di gel asciugarsi. Nel corso dell’esperimento notavano che questa striscia di gel elastica mentre perdeva il liquido, e dunque si asciugava, tendeva a muoversi per poi eseguire degli scatti. Si trattava di movimenti abbastanza lenti ma ogni tanto c’è uno scatto che faceva accelerare la striscia. Si trattava di movimenti più rapidi ed improvvisi che si verificavano mentre il liquido evaporava. Nello studiare questo effetto, i ricercatori scoprivano che era causato dalla forma del materiale e che l’effetto stesso poteva essere sfruttato per creare materiali che potevano “resettarsi” per continuare a fare il loro movimento e dunque per spostarsi, eventualmente.

Secondo Crosby, ci sono anche degli esempi natura in relazione a questa tipologia di movimento e sono le piante conosciuto come “trappole di Venere”, una specie di pianta carnivora che cattura gli insetti all’interno di strutture simili a “mascelle”.
“Le instabilità a scatto sono un modo in cui la natura combina una molla e un chiavistello e sono sempre più utilizzate per creare movimenti rapidi in piccoli robot e altri dispositivi, oltre a giocattoli come i rubber popper (giocattoli a forma di piccole cupole di gomma che saltano da soli una volta premuti, n.d.r.)”, spiega il ricercatore.

Note e approfondimenti

  1. UMass Amherst Researchers Discover Materials Capable of Self-Propulsion | Office of News & Media Relations | UMass Amherst (IA)
  2. Autonomous snapping and jumping polymer gels | Nature Materials (IA) (DOI: 10.1038/s41563-020-00909-w)

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