La luce fa gonfiare il reticolo cristallino, aprendo nuove possibilità per i muscoli artificiali, elettronica minuscola. Credito:Richard Remsing, dottorato di ricerca, Università del Tempio.
Crescere mostri. Giochi d'acqua espandibili. Comunque li chiami, sono figurine di plastica che si gonfiano quando vengono messe in acqua.
La nuova ricerca sulla scienza dei materiali prende in prestito da questo concetto; solo al posto dell'acqua, gli ingegneri hanno scoperto che minuscoli reticoli cristallini chiamati "nanofogli molecolari autoassemblanti" si espandono quando esposti alla luce.
L'avanzamento, descritto nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze a marzo, potrebbe costituire la spina dorsale di nuovi attuatori alimentati dalla luce, oscillatori e altri componenti elettronici microscopici utili nello sviluppo di muscoli artificiali e altri sistemi robotici morbidi.
Il lavoro è incentrato su un concetto di scienza dei materiali noto come fotostrizione, che significa trasformare la luce direttamente in movimento meccanico, afferma l'autore principale dello studio Shenqiang Ren, un ricercatore presso l'Università del RENEW Institute di Buffalo, che lavora per risolvere problemi ambientali complessi.
"Stiamo usando la luce, qualsiasi cosa, dalla luce solare a un semplice laser, per far sì che il nanofoglio bidimensionale si espanda a una velocità incredibilmente veloce, " lui dice.
Quanto velocemente? Sottomillisecondi. Il processo è aiutato dall'effetto fotostrittivo, che essenzialmente aggira la necessità di creare elettricità per spostare qualcosa, dice Ren, dottorato di ricerca, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della Scuola di Ingegneria e Scienze Applicate UB.
Il nanofoglio, costituito dal composto molecolare a trasferimento di carica DBTTF e molecole di buckyball), può espandersi fino al 5,7% della sua dimensione originale, secondo lo studio.
Anche se potrebbe non sembrare molto, considera questo:un uomo di 200 libbre che si espande del 5,7 percento dovrebbe aggiungere 11,4 libbre in meno di un secondo per stare al passo con il nanosheet attivato dalla luce.
I giochi d'acqua espandibili crescono molto di più, ma non tornano alla loro dimensione originale. Al contrario, il nanofoglio fa, rendendolo potenzialmente molto utile come attuatore indotto dalla luce nei muscoli artificiali, che ha applicazioni in tutto, dai dispositivi medici alla robotica industriale.
