Ricercatori israeliani sviluppano algoritmo per Oggetti Stampati in 3D Autoassemblanti

In un recente studio pubblicato sulla rivista scientifica Scientific Reports, un gruppo di ricerca guidato dal dottor Ido Bachelet dell’Istituto per le Nanotecnologie e Materiali Avanzati di Bar-Ilan University in Israele, ha messo a punto un algoritmo dalla Geometria Computazionale Algorithm Library (CGAL) come parte di un progetto che ha permesso a 18 mattoni tetraedrici  di auto-assemblarsi in un grande cilindro di 3D.

I risultati hanno mostrato che le vibrazioni ad alta frequenza possono essere utilizzate per aiutare i mattoni ad autoassemblarsi in un oggetto 3D piu’ grande – un fenomeno che potrebbe cambiare radicalmente il futuro dei prodotti di consumo.

“Le regole di montaggio sono codificati da spunti topografici impressi sulle faccie dei mattoni mentre l’attrazione viene  fornita da magneti integrati”, spiegano i ricercatori nel loro articolo. “I mattoni possono essere mescolati in un contenitore e agitato, portando alla definizione di oggetti opportunamente assemblati con  rendimenti elevati e zero errori di montaggio.”

Per ottenere una migliore comprensione di ciò che provoca in natura l’auto-assemblaggio, architetti, ingegneri e scienziati stanno studiando attivamente i processi biologici di auto-assemblaggio  che coinvolgono proteine, virus, cellule viventi e organismi pluricellulari. I risultati hanno portato a un approccio biomimicry (cioe’ basato su modelli biologici) per lo sviluppo di disegni stampati in 3D che si basano su strutture matematiche e modelli.

“Il miglioramento disegni ispirati dal nostro sistema, potrebbe portare alla  attuazione dell’auto-assemblaggio alla macro-scala, permettendo una rapida, fabbricazione su richiesta degli oggetti senza la necessità di linee di montaggio” hanno aggiunto  i ricercatori. Non sorprende che gli sviluppi delle strutture auto-assemblanti stia continuando ad stimolare gli studi di una serie di professionisti che spaziano dai campi della scienza e della biologia all’architettura e industria .

“L’algoritmo è stato ispirato dalla assemblaggio molecolare del DNA”, ha detto Hamza Bendemra, un ingegnere di ricerca presso l’Università Nazionale Australiana, che non è stato coinvolto nello studio, ma ha chiamato i risultati “notevoli“.

Nello studio, un gruppo di due mattoni ha impiegato meno di un minuto per l’auto-assemblaggio. Tuttavia, un gruppo di 18 pezzi ha richiesto più di due ore per eseguire la stessa impresa.

“I componenti sono soggetti a forti vibrazioni e si scontrano più e più volte fino a quando si inseriscono nella giusta combinazione. Sarà una sfida implementare un tale metodo di materiali con bassa resistenza e tolleranza all’ impatto, senza causare danni “.

Il successivo passo logico per la tecnologia è quello di definire come le parti debbano poi rimanere a posto in modo da potere essere utilizzati per il montaggio di  prodotti affidabili e funzionali piuttosto che modelli dimostrativi.

Ordinazione uno smartphone con specifici componenti, assemblati in modo automatico e retraibile con un rivestimento protettivo, potrebbe richiedere solo pochi minuti. LA tecnoplogia sembra promettente ma è ancora troppo presto per capire se sarà utilizzabile nel mercato.