Nuove Frontiere nel 3D: LLNL e Meta Rivoluzionano i Dispositivi Indossabili
Esperti di ingegneria e chimica del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in collaborazione con Meta hanno ideato un innovativo materiale 3D. La peculiare caratteristica di questo materiale è la sua capacità di imitare le proprietà del tessuto biologico, spalancando porte promettenti nel campo dell’umanità potenziata.
In uno studio recentemente divulgato sulla rivista Matter, il team di LLNL e Meta ha esposto una metodologia per creare una resina “one-pot” stampabile in 3D. Questa tecnica sfrutta la luce per generare gradienti uniformi di rigidezza, simili a quelli biologici, ad esempio dove l’osso si fonde col muscolo.
Il Problema della Compatibilità Meccanica nei Dispositivi Indossabili
Uno degli ostacoli principali nella realizzazione di dispositivi indossabili è il “disadattamento meccanico”. Mentre i tessuti biologici sono elastici, la maggior parte dei dispositivi elettronici è costituita da materiali rigidi. Questa incongruenza rende laborioso e costoso l’assemblaggio tradizionale.
Per dimostrarne le potenzialità, i ricercatori hanno creato un dispositivo braille indossabile 3D che traduce istantaneamente i messaggi testuali in braille attraverso un sistema di gonfiaggio.
Sijia Huang, l’autore principale dell’articolo, ha evidenziato le difficoltà tecniche nel combinare materiali morbidi con quelli rigidi. La soluzione proposta mira a realizzare gradienti meccanici fluidi, passando da morbido a rigido, attraverso un unico sistema di resina.
Luce: La Chiave per Modulare la Rigidezza
La tecnica si basa sull’uso della luce durante il processo di stampa 3D Digital Light Processing. Modificando l’intensità della luce in una resina fotopolimerica, si può controllare la consistenza del materiale depositato: luce meno intensa produce un materiale più flessibile e viceversa.
Una dimostrazione pratica è stata fornita dagli ingegneri di Meta, creando un display braille portabile, connesso a uno smartphone e a una pompa d’aria. Questo dispositivo si deforma per generare lettere braille in base all’aria immessa, permettendo una lettura tattile.
La visione di Huang è iniziata durante un tirocinio presso i Meta’s Reality Labs nel 2019. Il progetto, successivamente, ha guadagnato trazione grazie a una collaborazione tra LLNL e Meta.
“La stampa 3D offre infinite possibilità, ma le scelte di materiali sono limitate”, ha commentato Huang. “L’idea era di utilizzare un solo sistema di resina per replicare diversi tipi di plastica regolando solo l’intensità della luce.”
Il materiale innovativo può estendersi fino a 200 volte le sue dimensioni originali e, durante la transizione dalla morbidezza alla rigidità, la sua resistenza aumenta notevolmente. Queste proprietà lo rendono ideale per diverse applicazioni, dalla robotica morbida ai dispositivi elettronici indossabili.
Stabilità a Lungo Termine: Il Vantaggio Aggiunto
Uno degli aspetti distintivi di questo materiale è la sua stabilità prolungata alle condizioni luminose e ambientali, come evidenziato dalle prove con luce ultravioletta (UV).
Maxim Shusteff, coautore dello studio, ha sottolineato l’importanza di questa scoperta, soprattutto considerando le sfide della plastica stampata in 3D. “Questi risultati avanzano ulteriormente la missione di LLNL di esplorare nuovi metodi di produzione e materiali correlati.”
Il team di ricerca comprende, oltre ai nomi menzionati, professionisti di spicco come Johanna Schwartz, Steven Adelmund, Pradip Pichumani dei Meta’s Reality Labs e Yiğit Mengüç dell’Istituto di Robotica e Sistemi Intelligenti Collaborativi.
di Meta Facebook hanno dimostrato un nuovo tipo di materiale stampato in 3D in grado di “tradurre” messaggi di testo in braille al volo riempiendo il dispositivo con aria in punti strategici.