Stampa 4D: la matematica protagonista della rivoluzione industriale

Il Polititecnico di Milano ha pubblicato uno studio che rivela come sia possibile creare con la stampa 4D oggetti soffici con forma ‘programmabile’.

Stampa 4D e matematica sono al centro di una grande rivoluzione innovativa: la creazione di oggetti flessibili dei quali è possibile programmare la forma. Lo rivela uno studio pubblicato recentemente sulla rivista “Nature Communications” da Pasquale Ciarletta del Laboratorio MOX del Dipartimento di Matematica del Politecnico di Milano.

Lo studio si chiama Matched asymptotic solution for crease nucleation in soft solids e, come si legge da una nota del Politecnico di Milano, “spiega come controllare la formazione di pieghe superficiali nei materiali ‘molli’, come ad esempio la comparsa delle rughe d’espressione quando contraiamo i muscoli facciali, la formazione fisiologica delle convolusioni del cervello e quella patologica di alcune metastasi tumorali. La comprensione dei nuovi fenomeni fisici legati alla stampa digitale è di basilare importanza per guidare lo sviluppo tecnologico di prossima generazione”.

“È la soluzione a un problema matematico aperto da oltre un secolo – ha spiegato Ciarletta – da quando si sono osservate delle grinze apparire spontaneamente sulle prime stampe fotografiche fatte di gelatina”.

Stampa 4D: la matematica risolve il problema del cambiamento della forma degli oggetti nel tempo

Lo studio di Pasquale Ciarletta spiega chiaramente come risolvere un problema matematico di fondamentale importanza per lo sviluppo della stampa 4D (dove la quarta dimensione è il tempo): la realizzazione di oggetti la cui forma può mutare, appunto, nel tempo (e soprattutto a comando).

“Non solo si potranno stampare (gli oggetti ndr) – dichiara il professor Ciarletta – ma si potrà programmare come dovranno reagire agli impulsi dell’ambiente circostante cambiando forma e funzione. È come se insieme all’oggetto stampassimo anche il suo Dna digitale”.

Di quali oggetti parliamo? I campi in cui spazia la stampa 4D sono molteplici e differenti: dai circuiti elettronici flessibili che potranno anche essere indossati ai dispositivi biomedici integrati in un microchip; da oggetti microscopici con capacità di auto-assemblarsi a materiali intelligenti che adattano le proprie funzioni all’ambiente circostante.

“La matematica – spiega il Politecnico – assume un’importanza concettuale fondamentale nella rivoluzione industriale che stiamo vivendo. I risultati dello studio permettono, infatti, la fabbricazione a basso costo di oggetti soffici con forma programmabile e aggiustabile a una scala che va fino al milionesimo di centimetro”.

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