I ricercatori di Harvard hanno creato quello che definiscono un "liquido intelligente" - o in termini più specifici, un fluido programmabile con una struttura unica che gli consente di alterare radicalmente le sue proprietà, in uno sviluppo intrigante per il fiorente campo dei metamateriali.

Anche se la sostanza potrebbe non essere letteralmente "intelligente", è notevolmente reattiva. Come dettagliato in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature, il fluido, o “metafluido”, è progettato per avere comprimibilità, comportamento ottico e viscosità programmabili. Per la prima volta nel campo dei metafluidi, può persino effettuare la transizione tra stati newtoniani e non newtoniani. I ricercatori sostengono che il fluido potrebbe avere un’ampia varietà di applicazioni, soprattutto nella robotica.

I metamateriali sono materiali ingegnerizzati artificialmente con proprietà rare che sono, secondo le parole dei ricercatori, "determinate dalla loro struttura piuttosto che dalla composizione". A differenza di altri metamateriali, i cui elementi costitutivi sono tradizionalmente "disposti in posizioni fisse all'interno di una struttura reticolare", quest'ultima creazione è costituita da minuscole sfere simili alla gomma sospese in un fluido incomprimibile, in questo caso olio di silicio.

Queste capsule sferiche sono piene d'aria e, se sottoposte a una pressione sufficiente, si deformano. Collassate, le capsule formano una semisfera a forma di lente. Lasciali soli e manterranno la loro forma normale. Ciò altera radicalmente le proprietà del fluido: ad esempio, le semisfere sottopressione possono consentire alla luce di concentrarsi e passare, mentre le sfere piene possono bloccarla.

"A differenza dei metamateriali solidi, i metafluidi hanno la capacità unica di fluire e adattarsi alla forma del loro contenitore", ha affermato nella dichiarazione la coautrice Katia Bertoldi, William e Ami Kuan Danoff, professore di meccanica applicata alla SEAS. "Il nostro obiettivo era creare un metafluido che non solo possedesse questi straordinari attributi, ma fornisse anche una piattaforma per viscosità, comprimibilità e proprietà ottiche programmabili."

In una dimostrazione promettente, i ricercatori hanno utilizzato il loro metamateriale come fluido idraulico in una pinza robotica. Il test era apparentemente semplice: tutto ciò che il robot doveva fare era raccogliere oggetti fragili come una bottiglia di vetro e un uovo senza schiacciarli.

Grazie al metafluido, il robot lo ha schiacciato: il test, ovviamente. Il fluido rispondeva automaticamente alle diverse pressioni dei vari oggetti senza programmazione aggiuntiva o controllo esterno, cosa che un fluido idraulico tradizionale come la semplice acqua non consentirebbe alla pinza di fare. "Dimostriamo che possiamo usare questo fluido per dotare di intelligenza un semplice robot", ha detto Djellouli.

Tuttavia, questa è solo una prima anteprima delle sue capacità. Successivamente, i ricercatori vogliono testare le proprietà acustiche e termodinamiche del metafluido, che sono applicazioni comuni dei metamateriali in generale.

"Lo spazio applicativo per questi metafluidi scalabili e facili da produrre è enorme", ha affermato Bertoldi.
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