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Venerdì 22 maggio 2020 - 13:04

Ricerca, metamateriali adattabili grazie a stimolo luminoso

Polito: nuova tecnologia per modulare le loro proprietà elastiche

Roma, 22 mag. (askanews) – Uno studio coordinato dal Politecnico di Torino, pubblicato su “Nature Communications”, propone una nuova tecnologia per realizzare materiali strutturati tramite stampa 3D le cui proprietà elastiche possono essere modulate grazie all’applicazione mirata di stimoli luminosi.

Il controllo della propagazione di onde elastiche nei solidi costituisce un campo di applicazione di grande interesse, che può avere impatti significativi sia in ambiti industriali che civili. Un considerevole progresso in questo campo è stato ottenuto con l’introduzione dei cosiddetti metamateriali, cioè materiali artificiali, essenzialmente costituiti da materiali comuni (metalli, plastiche, ceramiche, ecc.) ai quali però si fanno acquisire nuove ed inusuali proprietà elastiche grazie alla particolare ingegnerizzazione della loro struttura. La possibilità di “reinventare” le proprietà elastiche dei materiali – spiega il Politecnico di Torino – può avere conseguenze molto sorprendenti ed inaspettate dal punto di vista della fisica, permette di ottenere caratteristiche del tutto nuove nella propagazione delle onde elastiche nei solidi.

Alcuni esempi di applicazioni notevoli sono rappresentati dagli scudi per onde sismiche, dalle lenti acustiche che permettono di avere una super-risoluzione al di sotto della lunghezza d’onda, dai diodi acustici che permettono la propagazione di un’onda in una sola direzione (“ti posso sentire ma non mi puoi sentire”), ai “mantelli per l’invisibilità” acustica o ultrasonica (“cloaking”), a sottili rivestimenti per l’isolamento acustico, e molte altre applicazioni.

Uno dei principali limiti attuali dei metamateriali consiste però nella limitata possibilità di controllo dinamico delle loro caratteristiche di operazione. Ad esempio, un metamateriale progettato e fabbricato per attenuare la propagazione di onde elastiche entro un certo intervallo di frequenza non può essere modificato per operare in un intervallo di frequenze differente. Questo implica una scarsa versatilità e adattabilità alle variazioni esterne e alle varie applicazioni.

Lo studio “Tunable photo-responsive elastic metamaterials”, coordinato da Antonio Gliozzi ed Emiliano Descrovi, del Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia del Politecnico di Torino, in collaborazione con l’Empa di Zurigo e l’Université de Lille e pubblicato oggi sulla rivista Nature Communications, supera questa limitazione, dimostrando per la prima volta il funzionamento di metamateriali “adattabili”, ovvero con funzionalità regolabili, per mezzo di uno stimolo luminoso.

(segue)

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