Dallo zolfo di raffineria ai robot morbidi: la ricerca sudcoreana sulla stampa 4D

Ogni anno l’industria petrolifera si ritrova con enormi quantità di zolfo in eccesso, difficili da smaltire. Rimuoverlo dal greggio è obbligatorio per legge ambientale, ma il suo sbocco principale, la produzione di acido solforico, è ormai saturo e non basta più ad assorbire tutta l’offerta. Solo nel 2024 la produzione mondiale ha raggiunto gli 85 milioni di tonnellate, secondo lo US Geological Survey. Un team di KRICT, dell’Università Hanyang e dell’Università Sejong, in Corea del Sud, ha trovato una soluzione: convertirlo in un polimero adatto alla stampa 4D con cui fabbricare robot morbidi in grado di muoversi e afferrare oggetti.

Il materiale, denominato PSN, è una rete di poli(fenilene polisolfuro) che fino a oggi risultava difficile da stampare in 3D: la sua struttura interna era troppo intrecciata per scorrere correttamente attraverso un estrusore. Il team è riuscito a distendere questa rete quanto bastava per stampare geometrie complesse senza comprometterne le proprietà.

Il risultato è una struttura a memoria di forma capace di reagire al calore o alla luce, senza bisogno di motori, cablaggi o alimentazione elettrica esterna. Aggiungendo il 20% di polvere di ferro, i ricercatori hanno ottenuto una versione magnetica del materiale, con cui hanno costruito robot di dimensioni inferiori al centimetro che rispondono a un campo magnetico esterno. Questi micro-robot sono in grado di superare ostacoli, depositare un carico in un punto preciso o rilasciare un catalizzatore per innescare una reazione chimica.

Uno degli aspetti più interessanti dello studio è il sistema di assemblaggio: applicando un laser a infrarossi vicini per otto secondi, è possibile saldare due pezzi stampati senza ricorrere ad adesivi, poiché il calore spezza e riconnette i legami interni del polimero. Inoltre, quando un pezzo ha esaurito la propria funzione, può essere fuso e ristampato da zero, in un sistema chiuso che si ricicla di continuo senza generare rifiuti aggiuntivi.

Dong-Gyun Kim, uno dei responsabili del progetto, ha sottolineato che si tratta del primo caso documentato di riciclo di zolfo industriale in materiali robotici avanzati. Lo studio, pubblicato su Advanced Materials nel novembre 2025, risolve, allo stesso tempo, due problemi: cosa fare di un residuo industriale accumulato e come fabbricare pezzi capaci di cambiare forma senza dipendere da elettronica o motori. Si tratta ancora di uno sviluppo di laboratorio, ma indica una direzione interessante per il futuro della stampa 4D. L’articolo completo è disponibile QUI.

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*Foto di copertina: Dr. Dong-Kyun Kim e Dr. Jae-hyuk Hwang (crediti: KRICT).