Disegni geometrici risalenti a 1.000 anni potrebbero aiutare a creare materiali futuristici che potrebbero un giorno essere utilizzati per costruire nuove tecnologie mediche e satelliti avanzati. In una presentazione all'inizio di questa settimana all'incontro di marzo dell'American Physical Society, un gruppo di scienziati della McGill University ha svelato un nuovo tipo di materiale che attinge l'arte islamica per estendersi in nuovi modi.
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Per la maggior parte dei materiali, dal cotone alla gomma, tirarli in una direzione li fa contrarre in un'altra, perdendo la loro forma originale. Questo perché allungare un materiale può alterarne la sottostruttura geometrica. Quando viene tirato qualcosa come un elastico, quella tensione allunga la gomma, rendendola più sottile nel processo. Ma i ricercatori della McGill University Ahmad Rafsanjani e Damiano Pasini hanno scoperto che integrando alcuni schemi in un materiale può effettivamente allargarsi anziché diluirsi quando viene allungato in una direzione, riferisce Jonathan Webb per la BBC .
"Nei materiali convenzionali, quando si tira in una direzione, si contrarrà in altre direzioni", ha detto Rafsanjani in una presentazione. "Ma con materiali" auxetici ", a causa della loro architettura interna, quando si tira in una direzione si espandono nella direzione laterale."
I materiali ausiliari sono un esempio di qualcosa chiamato "metamateriale", materiali che sono progettati in modo da conferire loro proprietà che non esistono naturalmente in natura. Negli ultimi anni, gli ingegneri hanno esplorato la possibilità di creare metamateriali con ogni sorta di strane proprietà, come la "metapelle" fatta di strati di silicone che possono rendere gli oggetti invisibili ai radar o "mantelli dell'invisibilità" che possono effettivamente piegare le radiazioni elettromagnetiche come la luce. I metamateriali ausiliari hanno la capacità di espandersi in ogni direzione quando allungati e tornare alla sua forma più piccola, riferisce Shannon Hall per il New Scientist .
Due modelli trovati sulle torri tomba di Karraqan di 1.000 anni dell'Iran. (Ahmad Rafsanjani e Damiano Pasini / McGill University) Rafsanjani e Pasini erano alla ricerca di disegni geometrici che potessero aiutare a creare metamateriali elastici quando si imbattono in una serie di disegni trovati su una coppia di torri di 1.000 anni costruite da antiche tombe iraniane.
"Quando guardi i motivi islamici, c'è una vasta libreria di geometrie", ha detto Rafsanjani durante una presentazione. "Sulle pareti di queste due torri, puoi trovare circa 70 diverse architetture: tassellature e motivi a volute".
I due ricercatori hanno scoperto che quando tagliavano due di questi disegni geometrici in fogli di gomma usando un cutter laser, i fogli potevano espandersi quando venivano tirati e restringersi quando spinti, simile a una sfera di Hoberman.
Mentre i disegni sono belli di per sé, sono unici in quanto possono contenere entrambe le forme senza aiuto. Altri metamateriali "bistabili" sono stati descritti in passato, ma come riporta Webb, richiedono principalmente pieghe complesse simili ad origami e molti hanno difficoltà a mantenere il loro stato espanso. Rafsanjani afferma che questi progetti potrebbero essere incorporati in qualsiasi cosa, dalla progettazione di nuovi stent per tenere aperte vene o arterie a nuovi tipi di satelliti o pannelli solari che si svolgono.
"Questi design sono più facili da fabbricare; tutto ciò che serve è un tagliatore laser", ha detto Rafsanjani.
