Sviluppo di materiali innovativi all’Oregon State University: nuove frontiere nella stampa 3D
L’Università Statale dell’Oregon ha sviluppato un approccio avanzato alla stampa 3D che permette di creare materiali capaci di cambiare forma. Questi materiali, chiamati elastomeri a cristalli liquidi (LCE), offrono prospettive interessanti per applicazioni in robotica, medicina e tecnologia energetica.
Cosa sono gli LCE?
Gli elastomeri a cristalli liquidi sono reti polimeriche debolmente reticolate che reagiscono a stimoli esterni, come il calore, immagazzinando o rilasciando energia meccanica. Il professor Devin Roach, uno dei principali ricercatori del progetto, ha descritto gli LCE come “motori morbidi” che si integrano perfettamente con i tessuti naturali del corpo umano. Questo li rende ideali per dispositivi medici impiantabili, come stent per interventi mirati o impianti uretrali per trattare l’incontinenza.
Sfide nella produzione e soluzioni innovative
Uno dei principali ostacoli nello sviluppo di questi materiali è rappresentato dall’allineamento preciso delle molecole, un elemento cruciale per garantire le proprietà di cambiamento di forma. Utilizzando un campo magnetico durante il processo di stampa tramite Digital Light Processing (DLP), i ricercatori sono riusciti a migliorare l’allineamento molecolare. Questo approccio permette di fotopolimerizzare la resina liquida con estrema precisione, rendendo possibile la creazione di forme complesse.
La capacità degli LCE di rispondere agli stimoli li rende utili in diversi ambiti:
Robotica flessibile: dispositivi in grado di esplorare ambienti pericolosi o inaccessibili agli esseri umani.
Settore aerospaziale: attuatori per sistemi automatizzati, dispositivi radar e missioni spaziali.
Proprietà avanzate per nuove applicazioni
In un altro studio, i ricercatori hanno esplorato le proprietà di smorzamento meccanico degli LCE, sviluppando ammortizzatori in grado di assorbire vibrazioni a diverse velocità di carico. Utilizzando una tecnica di stampa diretta con inchiostro, il team ha creato sistemi che potrebbero essere utilizzati in automobili, edifici o ponti per ridurre lo stress meccanico.
Prospettive future
Secondo Roach, “l’allineamento delle molecole è fondamentale per sfruttare appieno il potenziale degli LCE e applicarli in scenari avanzati”. Il lavoro svolto dall’Oregon State University segna un passo significativo verso lo sviluppo di materiali intelligenti, in grado di rispondere agli stimoli esterni e di adattarsi a molteplici esigenze.
Risultati e riconoscimenti
I risultati di questa ricerca, pubblicati su Advanced Materials e Advanced Engineering Materials, dimostrano la versatilità degli LCE per applicazioni tecnologiche avanzate. Il progetto è stato sostenuto dalla National Science Foundation e dall’Air Force Office of Scientific Research, e potrebbe stabilire nuovi standard nello sviluppo dei materiali.
Con questi progressi, la stampa 3D si conferma una tecnologia chiave per realizzare materiali all’avanguardia, aprendo la strada a innovazioni in campi diversi e strategici.
