Un gruppo di scienziati della North Carolina State University e dell’Università della Pennsylvania ha sviluppato un dispositivo in grado di muovere superfici flessibili attraverso il controllo magnetico, utilizzando un approccio che unisce campi magnetici e principi del kirigami. Il risultato, descritto sulla rivista Science Advances, rappresenta un passo avanti significativo nella manipolazione di oggetti senza bisogno di entrare in contatto fisico con essi.
Il dispositivo si basa su un “metasheet“, un polimero elastico impregnato con microparticelle magnetiche, che può deformarsi in risposta a un campo magnetico esterno. Grazie alla creazione di tagli strategici sulla superficie del metasheet, gli scienziati sono riusciti a ottenere una superficie altamente flessibile che può essere manipolata a distanza. “Abbiamo cercato di individuare una strategia – afferma Jie Yin, uno dei ricercatori principali – in grado di spostare oggetti che non possono essere afferrati con le pinze. Allo stesso tempo, dovevamo risolvere il problema di utilizzare un campo magnetico per sollevare e spostare a distanza oggetti che non sono magnetici“.
Questo approccio consente di muovere oggetti delicati, come gocce di liquido o piccoli pezzi di vetro, senza la necessità di strumenti meccanici tradizionali, come i bracci robotici. I dispositivi che sfruttano questa tecnologia sono ideali per applicazioni in spazi ristretti dove l’uso di dispositivi più ingombranti risulterebbe impraticabile. “Possiamo far muovere la superficie come un’onda controllando la direzione del campo magnetico – riporta Joe Tracy, un altro membro del team – regolando la forza del campo magnetico si determina quanto l’onda sale o scende. Controllare il movimento della superficie del metasheet rende possibile spostare molti tipi di oggetti appoggiati sulla superficie, che siano gocce di liquido o un pezzo di vetro piatto“.
Un aspetto innovativo del progetto riguarda l’uso del kirigami, l’arte giapponese del taglio della carta, che è stata applicata al design del metasheet per migliorarne la flessibilità senza compromettere la rigidità del materiale. “Il kirigami – commenta Yinding Chi, uno degli autori – aumenta la flessibilità senza sacrificare la rigidità fondamentale del materiale stesso. Ciò consente di amplificare la deformazione del materiale senza perdere la sua resistenza meccanica“. Inoltre, il metasheet si distingue per la sua rapida reattività al campo magnetico, con un tempo di risposta di appena due millisecondi.
L’applicabilità di questa tecnologia è estremamente ampia, come sottolinea Tracy: “Il potenziale di applicazione è davvero ampio – dalla robotica morbida alle applicazioni di produzione. Nei prossimi step, speriamo di ridimensionare questo approccio, per consentire ai metasheet di manipolare oggetti più piccoli e volumi di liquido più piccoli. Siamo anche interessati a creare tecnologie tattili che potrebbero avere applicazioni in tutto, dai giochi ai dispositivi di accessibilità“.
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