Una sedia che arriva in forma “piatta” a casa e che poi si asciuga e si “monta da sola”? È lo scenario che suggerisce un nuovo articolo dell’American Chemical Society (ACS) in relazione ai progressi ottenuti da un team di ricercatori in un settore nuovo della stampa 3D che alcuni denominano “stampa 4D”, in quanto, oltre alle tre dimensioni, si basa anche sul tempo.
Il concetto della “stampa 4D”
Il concetto si basa sul fatto che alcune strutture artificiali possono modellarsi letteralmente da sole. Ad esempio un foglio piatto può trasformarsi in una forma 3D a seguito di uno stimolo esterno. Detto stimolo esterno può essere rappresentato da un cambiamento di temperatura, del pH o dell’umidità. Il ricercatore Eran Sharon sta lavorando proprio a questo solo che non sta usando materiali sintetici ma un materiale prelevato dalla natura: il legno.
La scoperta in laboratorio
Già lo stesso team di ricercatori qualche anno fa aveva sviluppato un inchiostro per la stampa 3D ecologico fatto con “farina di legno” mescolata a nanocristalli di cellulosa e di xiloglucano, tutto materiale naturale e non sintetizzato. Poi hanno scoperto che quando si deposita questo “inchiostro” il “percorso” della struttura può essere determinato dalla quantità di umidità che evapora dal pezzo stampato. Per esempio un disco piatto stampato da una stampante 3D dopo che si è asciugato si restringe e si trasforma in una struttura a forma di sella.
Trasformazione a seguito dell’asciugatura
La trasformazione a seguito dell’asciugatura dell’oggetto può essere controllata regolando vari fattori, in primis la velocità della stampa, come hanno scoperto i ricercatori nel corso dei loro studi. Il restringimento, infatti, tende a verificarsi in maniera perpendicolare alle fibre di legno nell’inchiostro e la velocità della stampa va ad alterare proprio questo grado di allineamento. Se si stampa più lentamente le particelle sono orientate in maniera più casuale e quindi il restringimento tende a verificarsi in ogni direzione. Se si stampa più velocemente le fibre risultano più allineate e quindi il restringimento si verifica in maniera più direzionale. Imparando a programmare questa velocità, si possono ottenere varie forme.
Scenari futuri
Migliorando ancora di più questa tecnologia si può pensare alla vendita di oggetti che hanno una forma quando si trovano nella scatola trasportata dal corriere e che poi si trasformano una volta arrivati a casa e messi ad asciugare. I ricercatori, infatti, pensano di poter sviluppare anche oggetti che si trasformano in strutture con forme più complicate, come quella di una sedia. Gli stessi ricercatori però vogliono di più: intendono capire se il processo di “morphing” possa diventare reversibile riesponendo lo stesso oggetto all’umidità.
