Metamateriali auxetici stampati in 3D per sensori tattili: il lavoro di SeoulTech e la pubblicazione su Advanced Functional Materials
Un team della Seoul National University of Science and Technology (SeoulTech) ha presentato una piattaforma di sensori tattili basata su metamateriali meccanici auxetici stampati in 3D, con risultati pubblicati online su Advanced Functional Materials (editore Wiley) il 6 luglio 2025. L’articolo, firmato tra gli altri da Mingyu Kang (primo autore) e dal prof. Soonjae Pyo, dettaglia come la geometria auxetica (rapporto di Poisson negativo) possa guidare in modo strutturale la risposta sensoriale.
Che cosa c’è di nuovo: due modalità di trasduzione nella stessa architettura
La piattaforma introduce due modalità: una capacitiva (il carico modifica la distanza fra elettrodi e la distribuzione dielettrica del reticolo) e una piezoresistiva, ottenuta con rivestimento conformale a nanotubi di carbonio (CNT) che varia la resistenza con la pressione. La microstruttura a reticolo cubico con cavità sferiche, stampata con DLP (Digital Light Processing), consente di “programmare” la sensibilità tramite la sola geometria, senza cambiare materiale di base.
Perché gli auxetici aiutano i sensori
I metamateriali auxetici si contraggono verso l’interno sotto compressione, concentrando la deformazione nella zona sensibile; ciò aumenta la sensibilità, limita l’espansione laterale indesiderata e riduce l’“interferenza” tra celle adiacenti in array di sensori. Questa guida strutturale della risposta è un tassello coerente con la letteratura su auxetici e metamateriali meccanici per sensing e attuazione.
Fonte: EurekAlert (meccanismo e vantaggi); rassegna/contesto accademico.
Dimostrazioni: soletta intelligente e array tattile per classificare oggetti
I ricercatori hanno mostrato due proof-of-concept: (1) un array tattile per mappare la pressione e classificare oggetti; (2) una soletta “smart” capace di monitorare pattern del passo e tipologie di pronazione, con integrazione in spazi confinati senza decadimento marcato delle prestazioni.
Applicazioni previste: wearables, robotica, riabilitazione, interfacce uomo-robot
La piattaforma è pensata per dispositivi indossabili (monitoraggio del cammino, salute), gripper robotici (manipolazione precisa) e superfici di mappatura di pressione in riabilitazione e HRI (Human-Robot Interaction), dove servono sensibilità elevata, robustezza meccanica e integrazione in involucri rigidi.
Materiali e processo: fotopolimeri DLP e rivestimenti CNT
La scelta del DLP permette geometrie a porosità controllata (cavità sferiche) con precisione dimensionale adatta ad array compatti. La modalità piezoresistiva sfrutta un network di CNT depositato conformalmente sul reticolo; la modalità capacitiva non richiede materiali conduttivi nel corpo del metamateriale. L’articolo su AFM e le note istituzionali di SeoulTech inquadrano la soluzione nella ricerca su metamateriali meccanici per sensori.
Prestazioni e affidabilità: sensibilità elevata e risposta stabile a cicli ripetuti
Le misure elettromeccaniche riportate nel lavoro mostrano sensibilità migliorata rispetto a porosi convenzionali con rapporto di Poisson positivo, con stabilità durante carichi ciclici ripetuti e minore crosstalk tra celle adiacenti nell’array.
Chi sono gli attori coinvolti
L’istituzione è la Seoul National University of Science and Technology (SeoulTech); il lavoro è pubblicato su Advanced Functional Materials (Wiley). Non vengono indicati partner industriali per la prototipazione; la comunicazione ufficiale riporta il contatto media dell’università.
Contesto: metamateriali e stampa 3D per robotica e indossabili
La spinta verso componenti con proprietà programmabili è documentata anche da studi su metamateriali meccanici stampati in 3D (es. MIT per materiali forti ed elastici; EPFL su metamateriali programmabili per robotica morbida), che confermano la centralità della geometria—oltre alla chimica—nel definire la funzione.
