La matematica in aiuto della stampa 4D, per oggetti che cambiano forma nel tempo

(Politecnico di Milano) –  Circuiti elettronici da indossare, materiali intelligenti e dispositivi auto-assemblabili: il futuro è adesso grazie alla stampa 4D. Pasquale Ciarletta del Laboratorio Mox del Dipartimento di Matematica del Politecnico di Milano, ha pubblicato su Nature Communications lo studio che risolve definitivamente un problema matematico di basilare importanza per lo sviluppo della stampa 4D, cioè la fabbricazione di oggetti che possono cambiare forma nel tempo.

Lo studio “Matched asymptotic solution for crease nucleation in soft solids” spiega come controllare la formazione  di pieghe superficiali nei materiali “molli” , come ad esempio la comparsa delle rughe d’espressione quando contraiamo i muscoli facciali, la formazione fisiologica delle convoluzioni del cervello e quella patologica di alcune metastasi tumorali.

La comprensione dei nuovi fenomeni fisici legati alla stampa digitale è di basilare importanza per guidare lo sviluppo tecnologico di prossima generazione. La matematica assume pertanto un’importanza concettuale fondamentale nella rivoluzione industriale che stiamo vivendo.

I risultati dello studio permettono, infatti, la fabbricazione a basso costo di oggetti soffici con forma programmabile ed aggiustabile ad una scala che va fino al milionesimo di centimetro: questo è il 4D. Potremo così realizzare circuiti elettronici flessibili che potranno anche essere indossati; materiali intelligenti che adattano le proprie funzioni all’ambiente circostante; dispositivi biomedici integrati in un microchip e oggetti microscopici con capacità di auto-assemblarsi.

Riferimenti: Matched asymptotic solution for crease nucleation in soft solids; P.Ciarletta; Nature Communications

Foto: Politecnico di Milano