Inginerie inspirată de ciocolată

Pedro Reis este un profesor de cercetător și inginerie la Institutul Tehnologic din Massachusetts (MIT, pentru acronimul său în limba engleză). Printre altele, lucrarea sa este de a explica proprietățile mecanice ale structurilor sferice, cum ar fi cupole, butoaie de ou sau nasul unui avion. Pentru aceasta, trebuia să se dezvolte o metodă rapidă și economică de a produce prototipuri în laborator cu care să facă experimente. După efectuarea unor teste, turnând un material similar cu cauciucul pe matrițele sferice, el și-a dat seama că nu a existat nici o modalitate de a prezice grosimea sferei în avans, trebuie doar să aveți încredere în metoda și eroarea de testare.

în timp ce el se întoarce la această problemă, a primit o vizită oarecum atipică la MIT. Au fost trei bucătari ai restaurantului Baskei Muaritz, care căutau noi tehnici care să se aplice rețetelor lor. Cooks-ul și-au luat scopul, dar au lăsat și o idee în calea lor. „Mi-au arătat o rețetă pentru ouă sparte, în care au recreat o coajă de ou folosind o mucegai și manitol, un zahăr cu o textură similară cu polimerul siliconic pe care am folosit-o: problema era identică cu a noastră”, spune Reis. Datorită acestui lucru El a înțeles că a fost o problemă destul de comună, așa că el și echipa sa au decis să caute cazuri similare. El a fost un colaborator, François Gallaire al Școlii Politehnice Federale din Lausanne, care a găsit cheia în elaborarea de ciocolată.

pentru a putea produce ceva la fel de zi cu zi ca o ou de ciocolată sau o ciocolată de umplutură, este necesar să fie capabil să facă o acoperire rigidă și goală. Pentru aceasta, ciocolatierii își toarnă materia primă topită pe o Forma sferică, lăsând scurgerea fluidului excesiv. Datorită acestei tehnici, perfecționate pentru secole de încercare și de eroare, acești meșteșugari sunt capabili să producă capsule de ciocolată cu grosimea dorită, pur și simplu urmând recitle la. Dacă pot face acest lucru, un grup de ingineri MIT ar trebui să poată determina variabilele fizice care guvernează procesul.

vizionarea videoclipurilor de ciocolata de ciocolată, echipa se întrebă dacă există vreun mod de a prezice rezultatul De la vâscozitatea fluidului și de dimensiunea matriței. În acest scop, au efectuat o serie de experimente prin turnarea diferitelor tipuri de polimeri lichizi – o specie de silicon care se ridică rapid la o vâscozitate cunoscută pe o serie de matrițe sferice de diferite dimensiuni. Odată solidificată, au măsurat grosimea capsulelor obținute.

mi-a arătat o rețetă pentru ouă rupte în care au recreat o coajă Ouă folosind o mucegai și manitol, un zahăr cu o textura similară cu polimerul siliconic pe care am folosit-o: problema a fost identică cu

Din aceste date, au dezvoltat o ecuație care permite prezicerea corectă a grosimii capsulei rezultate fără a fi nevoie să recurgeți la metoda de încercare și de eroare. Formula matematică se bazează pe dimensiunile matriței și pe viteza la care lichidul se mișcă peste el. Când este mai mare mucegaiul, cu atât mai mult timp este nevoie de fluid pentru ao acoperi și rezultatul este o acoperire mai groasă. Același lucru se întâmplă dacă viscozitatea polimerului crește. Pentru surpriza de surpriză inițială, nici înălțimea de la care lichidul este turnat sau volumul total folosit influențează grosimea finală a bulei.

ca rezultat reis și echipa sa au dezvoltat o formulă matematică. Și a Metoda de fabricație care le permite să proiecteze și să producă sfere elastice de dimensiune și grosime dorită. „În acest caz avem ceea ce eu numesc” triunghiul de aur „, adică suntem capabili să descriem procesul numeric, l-am modelat pe computer și, în final, suntem capabili să mergem la laborator și să creăm prototipuri care ne întâlnesc Predicții „contul reis. Aceste rezultate au fost publicate recent în revista Nature Communications.

Această lucrare deschide ușa la numeroase aplicații practice. Nu va mai fi necesar să încercați cu sute de forme diferite și vâscozități la obțineți rezultatul dorit. Momentul echipei REIS se limitează la utilizarea acesteia pentru a testa proprietățile mecanice ale structurilor sferice din laboratorul său, dar anticipează că ar putea fi aplicată în industria farmaceutică sau fabricarea veziculelor artificiale și ambalaj mai eficient. Potrivit la Reis „teoretic ar putea fi folosit pentru a crea cupole de ciment, deși nu am făcut încă nici o lucrare în acest sens.”

„Putem spune că aceasta este o tehnică de fabricație Cactoare rapidăAstăzi, acest termen este de obicei asociat cu imprimarea 3D sau alte metode care necesită un echipament foarte scump, dar poate fi, de asemenea, ceva cât mai simplu ca ciocolată într-o matriță „, concluzionează reis.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *