Orezul, un aliment de bază pentru populația globală, își dezvăluie o trăsătură surprinzătoare atunci când este supus presiunii. În mod neașteptat, modul în care acest material granular reacționează depinde extrem de mult de viteza aplicată forța: dacă este comprimat brusc, devine mai slab, dar dacă presiunea este exercitată lent, își păstrează rezistența. Această descoperire, publicată recent în revista Matter, deschide noi perspective în dezvoltarea de materiale inteligente, utilizate în diverse domenii, de la robotică până la echipamente de protecție.
Cercetătorii coordonați de Universitatea Birmingham au investigat comportamentul boabelor de orez comprimate în diferite moduri. Ei au constatat că, la viteze mari de aplicare a forței, materialul reacționează prin înmuiere, devenind mai slab, fenomen cunoscut sub denumirea de „rate softening”. Frecarea dintre boabe scade odată cu creșterea vitezei, perturbând rețelele interne de forțe care susțineau materialul în mod normal. Pentru a valorifica această observație, echipa a combinat orezul cu nisipul, material care devine mai rezistent la forțele rapide. Astfel, a rezultat un „metamaterial” – o structură proiectată special pentru a avea comportamente diferite, în funcție de viteza de aplicare a forței, fără a necesita sisteme electronice, senzori sau control activ. Acest material granular inteligent poate fi folosit pentru a dezvolta roboți „moși” care își pot ajusta automat rigiditatea, în funcție de situație. Mingchao Liu, unul din cercetători, precizează că „orezul, cunoscut în principal ca aliment, poate avea un rol important în ingineria avansată”. Cercetarea lor arată că proprietățile mecanice ale materialelor granulare pot fi manipulate pentru a crea structuri flexibile, dar și rezistente, în funcție de necesitate, doar prin controlul vitezei de aplicare a forței.
Transformarea materialelor granulare obișnuite în sisteme sensibile la viteză reprezintă o direcție promițătoare pentru dezvoltarea tehnologică. În cazul robotilor „moi” și a echipamentelor de protecție, această tehnologie poate aduce avantaje semnificative. Roboticii pot fi proiectați să se adapteze la mediile în care operează, devenind mai siguri și mai eficienți, mai ales în situații de impact sau manevre delicate. Datorită faptului că nu necesită componente electronice sau senzori, aceste materiale pot reacționa instantaneu, absorbind energia impacturilor bruște sau deformându-se controlat. Acest lucru este valabil și pentru echipamentele de protecție, reducând riscul de accidente în cazul impacturilor rapide și extreme. Proprietățile mecanice ale acestor metamateriale deschid astfel o cale spre dispozitive și structuri cu comportament adaptiv, bazate exclusiv pe fenomene fizice. Studiul publicat în aprilie 2026 indică posibilitatea, în următorii ani, de a dezvolta structuri inteligente, capabile să se autoregleze în funcție de viteza și intensitatea forței exercitate. În prezent, cercetătorii intenționează să testeze aceste materiale în aplicații concrete, precum asistența medicală sau domeniul industrial, dar și să studieze stabilitatea și durabilitatea pe termen lung.Proprietățile neașteptate ale orezului și formarea unui nou tip de material
De la materiale obișnuite la sisteme inteligente
