Un nou tip de material, dezvoltat de cercetători, folosește orezul pentru a crea structuri inteligente care își modifică rigiditatea în funcție de viteza cu care sunt comprimate. Această descoperire ar putea revoluționa domeniul roboților „moi” și al echipamentelor de protecție. Studiul, publicat în revista „Matter”, arată că boabele de orez se comportă neașteptat sub presiune: devin mai slabe la comprimări rapide, dar își mențin rezistența la forțe aplicate lent.

Orezul, un ingredient-cheie pentru viitorul materialelor

Echipa internațională, coordonată de Universitatea din Birmingham, a descoperit că orezul compactat reacționează diferit în funcție de viteza cu care este aplicată forța. La viteze mai mari, materialul devine mai slab, fenomen numit „înmuiere dependentă de viteză”. Acest comportament neobișnuit se datorează reducerii frecării dintre boabe la creșterea vitezei, perturbând astfel rețelele interne de forțe care susțin sarcina.

Pentru a valorifica această proprietate, cercetătorii au combinat particule de orez cu alte materiale, precum nisipul, care devin mai rezistente la forțe rapide. Rezultatul este un material granular compozit care se poate îndoi sau rigidiza în funcție de modul în care este aplicată forța, fără a folosi sisteme electronice sau senzori.

„Orezul este cunoscut în primul rând ca aliment de bază la nivel global, dar rareori este asociat cu ingineria avansată. Cercetarea noastră arată că poate sta la baza unei noi clase de materiale funcționale”, a declarat Dr. Mingchao Liu, cercetător implicat în studiu.

Metamateriale care se adaptează rapid la impact

Acest nou tip de material, un metamaterial, deschide noi perspective în diverse domenii. Permite dezvoltarea de roboți „moi”, mai ușori și mai siguri, capabili să lucreze alături de oameni în medii dificile sau în sarcini de precizie, cum ar fi intervențiile chirurgicale. Capacitatea materialului de a-și schimba rigiditatea în funcție de viteza de impact îl face ideal pentru echipamentele de protecție. Acesta poate absorbi energia sau se poate deforma controlat în cazul unor forțe bruște, reducând astfel riscul de accidentare.

Astfel de metamateriale sensibile la viteză nu necesită electronice, energie sau senzori. Practic, structura granulară în sine este responsabilă pentru reacția materialului la schimbările de presiune și viteză. Cercetătorii cred că astfel de materiale ar putea fi utilizate și în alte aplicații, inclusiv în amortizoarele pentru autovehicule sau în construcții.

Viitorul roboților „moi” și al protecției avansate

Descoperirea aduce un pas important în transformarea materialelor obișnuite în sisteme inteligente, care reacționează în mod adaptiv la mediul înconjurător. Cercetările continuă pentru a optimiza proprietățile acestor materiale și pentru a explora noi aplicații.