Pedro reis è un professore di ricercatore e ingegneria presso l’Istituto tecnologico di Massachusetts (MIT, per il suo acronimo in inglese). Tra le altre cose, il suo lavoro è quello di spiegare le proprietà meccaniche delle strutture sferiche, come cupole, botti d’uovo o il naso di un aeroplano. Per questo è necessario sviluppare un metodo veloce ed economico per produrre prototipi in laboratorio con cui fare esperimenti. Dopo aver eseguito alcuni test che versando un materiale simile alla gomma su stampi sferici, si rese conto che non c’era modo di prevedere lo spessore della sfera in anticipo, fidata del metodo di prova ed errore.
mentre lui Tornò a questo problema, ha ricevuto una visita un po ‘atipica al MIT. Erano tre chef del ristorante Basque Mugaritz che cercano nuove tecniche da applicare alle loro ricette. I cuochi hanno ottenuto il loro obiettivo, ma hanno anche lasciato qualche idea nel loro cammino. “Mi hanno mostrato una ricetta per le uova rotte in cui hanno ricreato un guscio d’uovo usando uno stampo e un mannitolo, uno zucchero con una trama simile al polimero in silicone che abbiamo usato: il problema era identico al nostro”, afferma Reis. Grazie a questo Ha capito che è stato un problema abbastanza comune, quindi lui e il suo team hanno deciso di cercare casi simili. Era un collaboratore, François Gallaire della Scuola di Politecnica federale di Losanna in Svizzera, che ha trovato la chiave nell’elaborazione dei cioccolatini.
Per essere in grado di produrre qualcosa di ogni giorno come un uovo di cioccolato o un cioccolato di riempimento del liquore, è necessario essere in grado di fare una copertura rigida e cava. Per questo, i cioccolatieri versano la loro materia prima fusa su a stampo sferico, lasciando drenare il fluido in eccesso. Grazie a questa tecnica, perfezionati per secoli di prova e errori, questi artigiani sono in grado di produrre capsule di cioccolato dello spessore desiderato, semplicemente seguendo il raccrocio per. Se possono farlo, un gruppo di ingegneri MIT dovrebbe essere in grado di determinare le variabili fisiche che regolano il processo.
Guardare i video di cioccolatatori che fanno il cioccolato, il team si chiedeva se c’era un modo per prevedere il risultato Dalla viscosità del fluido e dalle dimensioni dello stampo. A tal fine, hanno eseguito una serie di esperimenti versando vari tipi di polimeri liquidi – una specie di silicone che sorge rapidamente – di viscosità conosciuta su una serie di stampi sferici di dimensioni diverse. Una volta solidificato, misuravano lo spessore delle capsule ottenute.
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Da questi dati, hanno sviluppato un’equazione che consente di prevedere accuratamente lo spessore della capsula risultante senza dover ricorrere al metodo di prova e errore. La formula matematica si basa sulle dimensioni dello stampo e della velocità in cui il liquido si sposta su di esso. Quando è più grande lo stampo, più tempo impiega il fluido per coprirlo e il risultato è una copertura più spessa. Lo stesso accade se aumenta la viscosità del polimero. Per la sorpresa di sorpresa iniziale, né l’altezza da cui viene versato il liquido o il volume totale utilizzato influenza lo spessore finale della bolla.
Di conseguenza Reis e il suo team hanno sviluppato una formula matematica. E un Metodo di produzione che consente loro di progettare e produrre sfere elastiche delle dimensioni e dello spessore desiderate. “In questo caso abbiamo quello che chiamo il” triangolo d’oro “, cioè, siamo in grado di descrivere numericamente il processo, lo abbiamo modellato sul computer e infine siamo in grado di andare al laboratorio e creando prototipi che soddisfano il nostro previsioni “Account Reis. Questi risultati sono stati pubblicati di recente nella rivista Nature Communications.
Questo lavoro apre la porta a numerose applicazioni pratiche. Non sarà più necessario provare con centinaia di stampi e viscosità diversi ottenere il risultato desiderato. Momento Il Team Reis è limitato a utilizzarlo per testare le proprietà meccaniche delle strutture sferiche nel suo laboratorio, ma anticipa che potrebbe essere applicata nell’industria farmaceutica o nella produzione di vescicole artificiali e imballaggi più efficienti. Secondo per reis “teoricamente potrebbe essere usato per creare cupole di cemento, anche se non abbiamo ancora fatto alcun lavoro a tale riguardo.”
“Possiamo dire che questa è una tecnica di produzione Carata veloceOggi questo termine è solitamente associato alla stampa 3D o ad altri metodi che richiedono attrezzature molto costose, ma può anche essere qualcosa di semplice come il cioccolato di versamento in uno stampo “, conclude Reis.