Orezul, un aliment de bază prezent pe mesele din întreaga lume, se dovedește a fi un material cu proprietăți neașteptate. Cercetătorii au descoperit că modul în care boabele de orez reacționează la presiune poate deschide noi căi în domeniul materialelor inteligente și al roboticii. Studiul, publicat în revista Matter, arată că orezul comprimat rapid devine mai slab, în timp ce sub presiune lentă își păstrează rezistența.
Orezul, transformat în „material inteligent”
Echipa de cercetare, coordonată de Universitatea din Birmingham, a descoperit acest comportament neobișnuit. Boabele de orez compactate reacționează diferit la viteza cu care este aplicată forța. La viteze mai mari, materialul devine mai slab, fenomen numit „înmuiere dependentă de viteză”. Acest lucru se datorează scăderii frecării dintre boabe odată cu creșterea vitezei. Astfel, sunt perturbate rețelele interne de forțe care susțin sarcina.
Pentru a profita de această proprietate, cercetătorii au combinat particule de orez cu materiale precum nisipul, care devin mai rezistente sub efectul forțelor rapide. Rezultatul este un „metamaterial” – o structură proiectată special pentru a avea comportamente care nu se regăsesc în mod natural. Acesta se poate îndoi, deforma sau rigidiza în funcție de modul în care forța este aplicată, fără a folosi electronice, senzori sau sisteme de control active.
Mingchao Liu, unul dintre cercetători, a declarat: „Orezul este cunoscut în primul rând ca aliment de bază la nivel global, dar rareori este asociat cu ingineria avansată. Cercetarea noastră arată că poate sta la baza unei noi clase de materiale funcționale.”
Aplicații în robotică și echipamente de protecție
Aceste metamateriale sensibile la viteză ar putea revoluționa domeniul roboticii. Cercetările ar putea duce la dezvoltarea unor roboți „moi”, mai ușori, mai siguri și mai adaptabili decât cei tradiționali. Acești roboți ar putea lucra alături de oameni, în medii extreme sau în sarcini de mare precizie, precum intervențiile chirurgicale.
De asemenea, datorită faptului că materialul nu necesită electronice, energie sau senzori, acesta poate fi folosit în echipamente de protecție. Acesta poate reacționa instantaneu la viteza impactului, absorbind energia sau deformându-se controlat, reducând riscul de accidentare.
„În loc să tratăm acest fenomen ca pe o simplă curiozitate, l-am transformat într-un principiu de proiectare. Această abordare ne-a permis să creăm un material care se poate îndoi, deforma sau rigidiza diferit în cazul mișcărilor lente față de impacturile bruște, fără electronice, senzori sau control activ”, a adăugat cercetătorul.
Descoperirile evidențiază modul în care materiale granulare obișnuite, cum este orezul, pot fi transformate în sisteme care reacționează inteligent, folosind doar proprietățile lor mecanice.
