I ricercatori della Penn State hanno progettato un materiale sintetico innovativo ispirato alle incredibili capacità di mutaforma dei polpi. Questa nuova “pelle intelligente” può codificare immagini che rimangono nascoste finché non vengono esposte al calore o ai cambiamenti nell’ambiente circostante, momento in cui i motivi nascosti appaiono in modo drammatico. La tecnologia, descritta in dettaglio in Nature Communications, dimostra un materiale funzionale “4D” capace di trasformazione visiva dinamica.
Come funziona la tecnologia
Il team ha raggiunto questa impresa utilizzando un idrogel specializzato e una tecnica chiamata stampa con codifica a mezzitoni. Questo processo traduce le immagini in una griglia binaria, proprio come la stampa dei giornali, dove diverse densità di pixel creano l’illusione di luce e buio. La griglia viene quindi “saldata” nell’idrogel utilizzando la luce UV, alterandone sottilmente la struttura interna. In condizioni normali, questi cambiamenti sono impercettibili.
Tuttavia, l’applicazione del calore innesca una reazione all’interno del materiale: i modelli codificati si espandono o si contraggono, creando un contrasto visibile. Ciò fa emergere l’immagine precedentemente invisibile, in modo simile a come l’inchiostro invisibile si rivela con lo stimolo corretto. I ricercatori hanno anche dimostrato che alterando il solvente circostante si potrebbe ottenere lo stesso effetto.
Dimostrazione del concetto: la “Mona Lisa”
Per mostrare la tecnologia, il team ha codificato un’immagine in scala di grigi della “Gioconda” di Leonardo Da Vinci nell’idrogel. A temperatura ambiente l’immagine rimane nascosta. Ma quando viene applicato il calore, il contrasto si accentua, rivelando l’iconica opera d’arte. Hanno anche codificato con successo le lettere “PSU” nel materiale, dimostrando versatilità.
Questa non è la prima volta che gli scienziati studiano l’anatomia del polpo per trarne ispirazione. Gli ingegneri della Rutgers University hanno creato un muscolo sintetico stampato in 3D che cambiava leggermente forma quando esposto alla luce. Altrove, gli esperti di robotica hanno sviluppato robot simili a polpi con bracci meccanici e ventose.
Implicazioni e applicazioni future
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono ampie. Sebbene sia ancora in fase di sviluppo iniziale, il materiale potrebbe costituire la base per un camuffamento adattivo avanzato, con implicazioni per le operazioni militari e non solo. La capacità di programmare i materiali per rispondere dinamicamente al loro ambiente rappresenta un significativo passo avanti nella robotica morbida e nella scienza dei materiali.
Questa svolta mette in risalto l’eleganza della natura, dimostrando come milioni di anni di evoluzione abbiano perfezionato i sistemi biologici a livelli che gli esseri umani stanno appena iniziando a replicare.
La tecnologia sottolinea la continua ricerca per imitare la complessità della natura e il potenziale dei materiali ingegnerizzati di rispondere all’ambiente circostante con una sofisticatezza senza precedenti.
