Materiali

Nuovo metamateriale si trasforma in nuove forme

Nuovo metamateriale si trasforma in nuove forme

Un nuovo tipo di metamateriale progettato ha la capacità di cambiare forma in modo sintonizzabile, assumendo nuove proprietà.

Mentre la maggior parte dei materiali riconfigurabili possono alternare tra due stati distinti, il modo in cui un interruttore si accende o si spegne, la forma del nuovo materiale può essere regolata con precisione, calibrando le sue proprietà fisiche come desiderato. Il materiale, che ha potenziali applicazioni nell'immagazzinamento dell'energia di prossima generazione e nei micro-dispositivi bio-impiantabili, è stato sviluppato da un team congiunto Caltech-Georgia Tech-ETH Zurigo nel laboratorio di Julia R. Greer. (1)

Julia R. Greer. Ruben F. and Donna Mettler Professore di Scienza dei materiali, Meccanica e Ingegneria medica nella Divisione Ingegneria e Scienza applicata di Caltech, crea materiali a partire da blocchi di micro e nanoscala che sono disposti in architetture sofisticate che possono essere periodiche, come un reticolo.

La maggior parte dei materiali progettati per cambiare forma richiedono uno stimolo nel momento in cui assorbe l'acqua.

Al contrario, il nuovo nanomateriale si deforma attraverso una reazione di lega di silicio-litio guidata elettrochimicamente, il che significa che può essere finemente controllato per raggiungere qualsiasi stato "intermedio", rimanere in queste configurazioni anche dopo la rimozione dello stimolo ed essere facilmente invertito.

Pelle intelligente che cambia colore al sole

Pelle intelligente che cambia colore al sole

Sviluppare una pelle flessibile, ispirata ai camaleonti, che cambia colore in risposta al calore e alla luce solare.

Alcune creature, come i camaleonti e i tetra pesci al neon, possono alterare i loro colori per mimetizzarsi, attirare un compagno o intimidire i predatori. Gli scienziati hanno cercato di replicare queste abilità per creare "skin intelligenti" artificiali, ma finora i materiali non sono stati robusti.

Ora, i ricercatori che hanno riferito in ACS Nano (1) hanno preso una pagina dal playbook del camaleonte per sviluppare una pelle flessibile che cambia colore in risposta al calore e alla luce solare.

Le tonalità della pelle di camaleonte non si basano su coloranti o pigmenti come fanno la maggior parte dei colori, ma invece su particelle composte da minuscole strutture note come cristalli fotonici. La luce si riflette da queste superfici microscopiche e interferisce con altri fasci di luce riflessa producendo un colore.

La tonalità cambia quando varia la distanza tra i cristalli fotonici, ad esempio quando un camaleonte si tende o rilassa la sua pelle. Per imitare queste abilità naturali, gli scienziati hanno incorporato cristalli fotonici in materiali flessibili, come gli idrogel, e hanno cambiato i loro colori contraendo o espandendo il materiale come una fisarmonica.

Tuttavia, queste grandi fluttuazioni dimensionali possono sforzare i materiali e farli piegare. Il dottor Khalid Salaita (2) e colleghi volevano dare un'occhiata più da vicino alla pelle di camaleonte e usare ciò che hanno imparato per progettare una pelle intelligente che tenga conto della tensione.

Energia rinnovabile dalla plastica nera

Energia rinnovabile dalla plastica nera

Nuove ricerche potrebbero aiutare a ridurre i rifiuti di plastica in futuro. La plastica nera potrebbe creare energia rinnovabile.

Ricercatori della Swansea University hanno scoperto come le materie plastiche, comunemente presenti negli imballaggi per alimenti, possano essere riciclate per creare nuovi materiali come i fili elettrici. Questa scoperta potrebbe in futuro contribuire a ridurre la quantità di rifiuti di plastica. Mentre una piccola parte delle centinaia di tipi di plastica può essere riciclata con la tecnologia convenzionale, i ricercatori hanno scoperto che ci sono altre cose che possono essere fatte per riutilizzare la plastica dopo aver raggiunto il suo scopo originale.

La ricerca, pubblicata su The Journal for Carbon Research, (1) si concentra sul riciclaggio chimico che utilizza gli elementi costitutivi della plastica per produrre nuovi materiali.

Anche se tutte le materie plastiche sono fatte di carbonio, idrogeno e talvolta ossigeno, le quantità e le disposizioni di questi tre elementi rendono ogni plastica unica. Poiché le materie plastiche sono sostanze chimiche molto pure e altamente raffinate, possono essere scomposte in questi elementi e quindi incollate in diverse disposizioni per creare materiali di alto valore come i nanotubi di carbonio.

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