Quick change artists: i materiali che cambiano forma a comando

I materiali “soffici” stanno sempre di più trovando applicazioni in diversi aree di ricerca. Dalla robotica alla medicina, passando anche per l’elettronica, queste particolari strutture sembrano essere il futuro dei materiali.

L’idea dei ricercatori

Yoonho Kim e la sua equipe di ricerca hanno ideato una matrice polimerica gommosa in cui disperdere delle nanoparticelle di materiale ferromagnetico. In questo modo l’intera struttura è soggetta alla presenza di campi magnetici esterni. Così, ponendo il materiale in prossimità di un campo magnetico, questo assumerà forme diverse in base alla regolazione del campo.

Grazie a questo aspetto è possibile quindi avere anche un controllo remoto. Infatti, supponendo di dover operare in ambienti chiusi e difficili da raggiungere, questo strumento si rivela perfetto. Non secondaria è anche la capacità di catturare più o meno piccoli oggetti magnetici. Grazie infatti alle sue caratteristiche paramagnetiche è capace di attrarre per esempio piccole sfere magnetiche.

Realizzazione e caratteristiche specifiche

Il prototipo ideato e sviluppato è una sorta di ragno composto da sei “zampe” ed un core centrale. Completamente realizzato attraverso ad un quasi convenzionale metodo si stampa 3D, il modello misura pochi centimetri. Uno degli aspetti più interessanti della sua realizzazione sta nella deposizione del materiale. La mescola infatti non è omogenea am viene deposta in modo che ci siano aree contenenti più composto ferromagnetico in modo da realizzare movimenti predefiniti una volta inserito in un campo magnetico.

Dalle prove di laboratorio si è potuto osservare che il ragno era capace di muoversi nelle varie direzioni, raccogliere piccoli oggetti e rotolare. Interessante è stato inoltre poter osservare la capacità di balzare. Applicando due diversi campi magnetici con un breve intervallo, è stato possibile far compiere al materiale un salto di una decina di centimetri.

E in futuro?

Il prototipo, come altri dispositivi basati su materiali soffici che cambiano forma in risposta a stimoli fisici, ha molte potenziali applicazioni, per esempio nelle mediche. Potrebbe per esempio operare in spazi chiusi essendo comandata da remoto. Un’altra idea è progettare un circuito elettronico riconfigurabile a piacimento.

Altrettanto interessante è il metodo di realizzazione, molto simile alla, ormai classica, stampa 3D. Forse in un futuro molto vicino ognuno potrà realizzarsi in casa il proprio materiale adatto ad ogni applicazione?

Fonte: Nature.com