I nuovi materiali intelligenti si muovono e si torcono controllati dalla luce

I ricercatori della Tufts University School of Engineering hanno creato dispositivi compositi con nuovi materiali intelligenti, attivati dalla luce, che sono in grado di eseguire movimenti precisi e visibili e creare forme tridimensionali complesse senza bisogno di fili o altri materiali attivatori o fonti di energia. Il progetto combina cristalli fotonici programmabili con un composito elastomerico che può essere progettato su scala macro e nano per reagire all’illuminazione.

Cosa c’è dietro ai nuovi materiali intelligenti

La ricerca apre nuove strade per lo sviluppo di sistemi intelligenti guidati dalla luce, ad esempio delle celle solari ad alta efficienza e autoallineanti che seguono automaticamente la direzione e l’angolo della luce del sole, delle valvole microfluidiche azionate dalla luce o dei robot morbidi che si muovono con la luce a comando. Un documento, apparso lo scorso venerdì sulla rivista Nature Communication, presenta la dimostrazione di questa tecnologia: un “girasole fotonico”, i cui petali si arricciano verso e lontano dall’illuminazione e che segue il percorso e l’angolo della luce.

Il colore deriva dall’assorbimento e dalla riflessione della luce. Dietro il luccichio cangiante di un’ala di farfalla iridescente o di una pietra preziosa opale si nascondono complesse interazioni in cui i cristalli fotonici naturali incorporati nell’ala o nella pietra assorbono la luce di specifiche frequenze e ne riflettono altre. L’angolo in cui la luce incontra la superficie cristallina può influenzare il tipo di lunghezza d’onda assorbita e il calore che ne deriva.

I ricercatori hanno programmato i film di cristallo fotonico applicando degli stencil e poi esponendoli al vapore acqueo per generare modelli specifici. Il modello di acqua superficiale ha alterato la lunghezza d’onda della luce assorbita e riflessa dal film, facendo sì che il materiale si piegasse e si torcesse in diversi modi, a seconda della geometria del modello, se esposto alla luce laser.