Un team di ricercatori dell'Università del Texas ad Austin ha messo a punto un materiale innovativo e nel contempo facile da realizzare. La loro scoperta ha sorpreso gli stessi scienziati per l'efficacia dimostrata fin dal primo tentativo, un evento quasi inedito nel campo dello sviluppo di nuove resine per la stampa 3D. Il risultato è un materiale dalle proprietà sbalorditive: alcune sue parti possono allungarsi come un elastico per poi tornare alla forma originaria, mentre altre possiedono la solidità e la resistenza delle plastiche comunemente utilizzate nei prodotti di consumo.
L'ispirazione dietro questo significativo progresso tecnologico proviene direttamente dal mondo naturale. Come ha spiegato Zak Page, professore di chimica presso l'ateneo di Austin e autore di riferimento dello studio, l'obiettivo del suo gruppo di ricerca era replicare la capacità della natura di combinare in modo organico materiali duri e morbidi, come avviene ad esempio nelle ossa umane circondate da cartilagine flessibile, creando strutture complesse senza punti di rottura o debolezza all'interfaccia. Spesso, quando si tenta di unire materiali con proprietà fisiche molto diverse, il punto di contatto diventa un tallone d'Achille, simile alla suola di gomma di una scarpa da ginnastica che con il tempo tende a separarsi dalla tomaia più morbida.
Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno sviluppato un metodo che impiega una resina liquida formulata su misura e un sistema di stampa a doppia luce. Utilizzando una luce viola, la resina si trasforma in un materiale morbido e simile alla gomma. Quando invece viene esposta a una luce ultravioletta a più alta energia, la stessa resina si indurisce, diventando una struttura rigida e robusta.
Questo permette di creare, in un unico processo di stampa, oggetti che integrano zone flessibili e tenaci, fuse insieme senza alcuna giunzione debole. Il segreto, ha affermato Page, risiede in una molecola progettata per avere due gruppi reattivi, consentendo alle due reazioni di solidificazione di "dialogare" tra loro all'interfaccia, garantendo una connessione molto più forte e la possibilità di creare transizioni graduali tra le parti.
Le dimostrazioni pratiche hanno confermato le potenzialità di questa tecnologia. Il team ha stampato un piccolo ma funzionante modello di articolazione del ginocchio, con legamenti morbidi e ossa dure che si muovevano in perfetta sintonia. Hanno anche realizzato un dispositivo elettronico estensibile, dove un filo d'oro era posato su una striscia di materiale con aree flessibili e una zona più rigida che proteggeva il circuito dalla rottura. Questo approccio apre le porte alla creazione di protesi di nuova generazione, dispositivi medici flessibili che si adattano ai movimenti del corpo e un'elettronica estensibile. Inoltre, il processo si è rivelato più veloce e con una risoluzione superiore rispetto ai metodi precedenti.
La relativa semplicità e il costo accessibile della stampante potrebbero rendere questa tecnologia facilmente disponibile per ospedali, educatori e ricercatori, offrendo a ingegneri e designer una libertà creativa senza precedenti.
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