{"id":19063,"date":"2025-03-19T00:01:30","date_gmt":"2025-03-18T23:01:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=19063"},"modified":"2025-03-19T15:19:00","modified_gmt":"2025-03-19T14:19:00","slug":"nuovo-materiale-resistente-stampa-3d-190320259","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/nuovo-materiale-resistente-stampa-3d-190320259\/","title":{"rendered":"Un nuovo materiale ultra resistente stampato in 3D"},"content":{"rendered":"

Negli ultimi anni, la stampa 3D ha rivoluzionato il modo in cui vengono progettati e realizzati i materiali, aprendo la strada a innovazioni straordinarie. Una delle tendenze pi\u00f9 promettenti \u00e8 l\u2019uso della biomimetica<\/a>: l\u2019imitazione delle strutture e delle strategie della natura per sviluppare materiali avanzati con propriet\u00e0 uniche.<\/p>\n

Un esempio \u00e8 il recente progetto de l’Universit\u00e0 di Genova e il Massachusetts Institute of Technology di Boston\u00a0che vede l’uso della stampa 3D<\/a> per lo sviluppo di un materiale ultra resistente ispirato alle diatomee, microalghe marine cos\u00ec piccole da risultare invisibili a occhio nudo. Nonostante le loro dimensioni, queste hanno notevoli propriet\u00e0: riescono ad immagazzinare dal 20 al 50% della Co2 prodotta sulla Terra. Ma non \u00e8 tutto: il loro guscio protettivo ha caratteristiche meccaniche uniche: \u00e8 il materiale naturale con pi\u00f9 alta resistenza rapportata al peso e la struttura protettiva, chiamata frustolo, ha notevoli propriet\u00e0 di assorbimento energetico.<\/p>\n

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Il nuovo materiale \u00e8 stato utilizzato per stampare in 3D un casco protettivo dalla notevole resistenza.<\/p><\/div>\n

Riprodurre le propriet\u00e0 strutturali delle diatomee con la stampa 3D<\/h3>\n

Il frustolo delle diatomee presenta un\u2019architettura gerarchica a pi\u00f9 livelli, con una disposizione intricata di micro e nanopori che ottimizzano la resistenza strutturale, la dinamica dei fluidi che interagiscono con l\u2019organismo vivente e l\u2019assorbimento di luce solare. La loro organizzazione strutturale garantisce un equilibrio perfetto tra leggerezza, resistenza, galleggiamento, acquisizione di nutrienti, espulsione di scarti e conversione energetica per il sostentamento della cellula. Di conseguenza risultano uno straordinario modello di materiale resistente multifunzionale.<\/p>\n

L\u2019architettura complessa e multiscala dei frustoli di diatomea ha incuriosito a lungo scienziati, ingegneri e anche artisti, ma fino ad oggi non erano state identificate in maniera univoca le strategie progettuali alla base del loro design. Il team di ricerca dell’l’Universit\u00e0 di Genova e del MIT di Boston si \u00e8 messo al lavoro per dimostrare, dunque, che ispirandosi a questi capolavori microscopici \u00e8 possibile portare innovazione nella progettazione di materiali multifunzionali. Utilizzando il Design for Additive Manufacturing, sono riusciti a riprodurre la complessa struttura interna delle diatomee in un materiale stampato in 3D.<\/p>\n

Grazie a un approccio integrato che combina stampa 3D, simulazioni numeriche e analisi di fluidodinamica computazionale, il team ha ottenuto risultati notevoli. “I risultati possono fornire nuove idee per lo sviluppo di nuovi materiali e sistemi intelligenti capaci di svolgere pi\u00f9 funzioni e aprire la strada a nuovi approcci biotecnologici per ridurre la CO2 nell’atmosfera, per indicare lo stato di salute delle acque, per catturare la luce in modo efficiente, per sviluppare nuovi dispositivi di protezione”<\/em>\u00a0– spiegano i ricercatori.<\/p>\n

Le applicazioni<\/h3>\n

Il materiale innovativo stampato in 3D e ispirato alle diatomee pu\u00f2 offrire vantaggi significativi in numerosi applicazioni. Tra queste troviamo calandre per automobili, per migliorare i flussi d’aria, riducendo il peso e aumentando la resistenza strutturale; membrane microporose per la cattura di CO2, che uniscono alta porosit\u00e0 e robustezza meccanica per una gestione pi\u00f9 efficace dei gas; sistemi di rilascio di farmaci, con una porosit\u00e0 controllata che garantisce profili di rilascio precisi e maggiore durata; robotica soffice, sfruttando combinazioni di leggerezza e flessibilit\u00e0 per la realizzazione di attuatori fluidodinamici avanzati. Questi sono soltanto alcuni esempi.<\/p>\n

In particolare, il team ha dimostrato che il nuovo modello di materiale ha prestazioni incredibili in termini di assorbimento energetico realizzando e testando un nuovo concept di casco protettivo, chiamato D-HAT. I test hanno dimostrato che il materiale stampato in 3D e ispirato alle diatomee \u00e8 capace di sostituire le attuali schiume o strutture a nido d\u2019ape.<\/p>\n

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a) Il grafico mostra la relazione tra l’assorbimento di energia elastica e la densit\u00e0 per vari materiali. Le strutture biomimetiche (evidenziate in blu e giallo) superano sia le strutture a nido d’ape che le schiume. b) Sviluppo del D-HAT, dalla progettazione basata sull’utente, l’ottimizzazione della struttura gerarchica del rivestimento del casco, le simulazioni per la verifica della sicurezza e la stampa 3D finale del prototipo. c) Prototipo D-HAT stampato in 3D.<\/p><\/div>\n

Questo nuovo passo avanti nello sviluppo di nuovi materiali grazie alla stampa 3D dimostra il ruolo chiave di questa tecnologia verso nuovi modi di pensare, progettare e produrre. La natura, dal canto suo, si conferma maestra per la realizzazione di sistemi efficienti, resistenti e sostenibili, evidenziando il potenziale delle soluzioni presenti in natura per l’innovazione tecnologica. I risultati dello studio sono consultabili QUI<\/a>.<\/p>\n

Cosa ne pensi dello sviluppo di questo materiale ultra resistente stampato in 3D? Faccelo sapere lasciando un commento qui sotto o sui nostri canali social\u00a0Facebook<\/a>,<\/a>\u00a0Linkedin<\/a>\u00a0e\u00a0YouTube<\/a>! Non dimenticare di iscriverti alla nostra\u00a0newsletter settimanale<\/a>\u00a0per ricevere tutte le notizie sulla stampa 3D direttamente nella casella di posta!<\/p>\n

*Crediti fotografici per tutte le foto: Universit\u00e0 di Genova<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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