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Scoperti Materiali Capaci di Auto-Propulsione

Avete presente la meravigliosa Lamborghnini o l’ultimo modello della Ferrari e della Bugatti, oppure sbilanciamoci oltre e pensate alla Tesla elettrica di ultima generazione………..

Bugatti Chiron

Ve lo dico a bassa voce perché forse qualcuno ci può’ sentire.…….stanno sviluppando automobili preistoriche facendole passare per il futuro che avanza.

Quello che e’ stato scoperto (O forse e’ meglio dire quello che solo ora fanno conoscere) renderà’ la manodopera talmente inutile da domandarsi che cosa possiamo fare per passare il tempo, mentre la macchine corrono corrono corrono all’infinito nella speranza che tornino le auto spaziali che ci stanno proponendo ora.

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Scoperti materiali capaci di auto-propulsione: come un elastico che scatta da solo molte volte

Immagina un elastico in grado di spezzarsi molte volte o un piccolo robot che potrebbe saltare su una rampa di scale spinto da nient’altro che la sua stessa energia.

Al Crosby, professore di scienza e ingegneria dei polimeri presso il College of Natural Sciences dell’UMass Amherst e Yongjin Kim, uno studente laureato nel gruppo di Crosby, insieme allo studente ricercatore Jay Van den Berg della Delft University of Technology nei Paesi Bassi, hanno scoperto il fisica durante un banale esperimento che prevedeva la visione di una striscia di gel asciugarsi. I ricercatori hanno osservato che quando la lunga striscia di gel elastica perdeva il liquido interno a causa dell’evaporazione, la striscia si muoveva. La maggior parte dei movimenti erano lenti, ma ogni tanto acceleravano. Questi movimenti più rapidi erano instabilità improvvise che continuavano a verificarsi mentre il liquido evaporava ulteriormente. Ulteriori studi hanno rivelato che la forma del materiale era importante e che le strisce potevano resettarsi per continuare i loro movimenti.


“Molte piante e animali, specialmente quelli piccoli, usano parti speciali che agiscono come molle e chiavistelli per aiutarli a muoversi molto velocemente, molto più velocemente degli animali con i soli muscoli”, ha detto Crosby, spiegando lo studio. “Le piante come le trappole Venus sono buoni esempi di questo tipo di movimento, così come le cavallette e le formiche con mascelle nel mondo animale. 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 bottoni automatici di gomma. Tuttavia, la maggior parte di questi dispositivi a scatto necessita di un motore o di una mano umana per continuare a muoversi. Con questa scoperta, potrebbero esserci varie applicazioni che non richiederanno batterie o motori per alimentare il movimento “.

Kim ha spiegato che dopo aver appreso la fisica essenziale dalle strisce di asciugatura, il team ha sperimentato forme diverse per trovare quelle che più probabilmente reagiranno nei modi previsti, e che si sarebbero mosse ripetutamente senza motori o mani che le resettassero. Il team ha anche dimostrato che le strisce rimodellate potrebbero funzionare, come salire una rampa di scale da sole.

Crosby ha continuato: “Queste lezioni dimostrano come i materiali possono generare un movimento potente sfruttando le interazioni con il loro ambiente, ad esempio attraverso l’evaporazione, e sono importanti per la progettazione di nuovi robot, soprattutto di piccole dimensioni dove è difficile avere motori, batterie o altra energia fonti “.



Questi ultimi risultati di Crosby e del suo gruppo fanno parte di una più ampia iniziativa di ricerca universitaria multidisciplinare finanziata dall’Esercito Research Office, un elemento del Laboratorio di ricerca dell’esercito del Comando per lo sviluppo delle capacità di combattimento dell’esercito statunitense e guidato da Sheila Patek, professore di biologia alla Duke University, che mira a scoprire molti meccanismi simili da organismi biologici in rapido movimento e tradurli in nuovi dispositivi ingegnerizzati.

“Questo lavoro fa parte di un più ampio sforzo multidisciplinare che cerca di comprendere i sistemi impulsivi biologici e ingegnerizzati che getteranno le basi per metodi scalabili per la generazione di forze per l’azione meccanica e per le strutture e i materiali di immagazzinamento dell’energia”, ha affermato il dottor Ralph Anthenien, filiale capo, Army Research Office, un elemento del Laboratorio di ricerca dell’esercito del Comando per lo sviluppo delle capacità di combattimento dell’esercito americano. “Il lavoro avrà una miriade di possibili applicazioni future nei sistemi di azionamento e movimentazione per l’Esercito e il DoD.”

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati nel numero di gennaio 2021 di Nature Materials , una rivista scientifica peer-reviewed.


fonti: Shiera D. Goff 
University of Massachusetts Amherst

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