Orezul, un material surprinzător: de la banalul aliment la componentă cheie pentru roboți moi și echipamente de protecție avansate
O echipă internațională de cercetători a descoperit o proprietate neașteptată a orezului: acesta reacționează diferit la presiune în funcție de viteza cu care este aplicată. Descoperirea deschide noi posibilități în dezvoltarea de materiale inovatoare, cu aplicații potențiale în domeniul roboticii și al echipamentelor de protecție. Studiul, publicat în revista Matter, arată că orezul comprimat rapid devine mai moale, în timp ce sub o presiune lentă își păstrează rezistența.
Cum a fost creat un „material granular inteligent”
Cercetătorii de la Universitatea din BIRMINGHAM au folosit această particularitate pentru a crea un nou tip de „metamaterial”. Aceasta este o structură proiectată special pentru a avea comportamente care nu se regăsesc în mod natural. Echipa a combinat boabe de orez cu alte materiale, precum nisipul, cunoscute pentru întărirea sub forțe rapide. Rezultatul este un material compozit granular care se poate îndoi, deforma sau rigidiza, în funcție de modul în care este aplicată forța.
Mingchao LIU, unul dintre cercetători, a declarat: „În loc să tratăm acest fenomen ca pe o simplă curiozitate, l-am transformat într-un principiu de proiectare. Această abordare ne-a permis să creăm un material care se poate îndoi, deforma sau rigidiza diferit în cazul mișcărilor lente față de impacturile bruște, fără electronice, senzori sau control activ.” El a mai adăugat că, prin această abordare, au lăsat fizica să decidă comportamentul materialului. Forțele rapide declanșează un anumit răspuns, iar cele lente, un altul.
Aplicații inovatoare în robotică și protecție
Acest material inovator, bazat pe proprietățile orezului, are potențialul de a revoluționa diverse domenii. În domeniul roboticii, metamaterialul ar putea fi utilizat pentru a crea roboți „moi”, mai ușori, mai siguri și mai adaptabili decât cei tradiționali. Acești roboți, capabili să își ajusteze automat rigiditatea, ar putea fi utilizați în medii dificile, alături de oameni sau în intervenții chirurgicale.
De asemenea, cercetătorii sugerează că materialul ar putea fi folosit în echipamente de protecție, care reacționează instantaneu la viteza impactului. Acesta ar putea absorbi energia sau să se deformeze controlat în cazul unor forțe bruște, reducând riscul de accidentare. Deoarece nu necesită electronice, energie sau senzori, aceste echipamente ar putea oferi o protecție superioară și mai accesibilă.
Prin utilizarea proprietăților mecanice ale orezului, cercetătorii au demonstrat că materialele granulare obișnuite pot fi transformate în sisteme inteligente.
