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I ricercatori del MIT sviluppano noodle muta-forma stampati in 3D

I ricercatori del Tangible Media Group del MIT hanno progettato un qualcosa di molto simile a degli origami commestibili sotto forma di fogli di gelatina e amido che, una volta immersi in acqua, si trasformano all’istante in strutture tridimensionali, con formati che comprendono anche quelli tipici della pasta, come maccheroni e fusilli.Le pellicole commestibili possono essere progettate anche affinché prendano la forma di un fiore e di altre configurazioni non comuni. Giocando con il potenziale culinario delle pellicole, i ricercatori hanno creato dei dischi piatti che si avvolgono attorno a perle di caviale, come dei cannoli e degli spaghetti che si scindono spontaneamente in noodle più piccoli una volta immersi nel brodo caldo.

I ricercatori hanno presentato in proprio lavoro proprio in questo mese, durante la Conferenza sui Fattori Umani nei Sistemi di Computazione del 2017 (2017 Computer-Human Interaction Conference on Human Factors in Computing Systems) della Association for Computing Machinery. In questa sede, gli studiosi hanno descritto le creazioni in grado di mutare nella forma non solo dal punto di vista della performance artistico-culinaria, ma anche come un modo pratico per ridurre i costi relativi alla distribuzione alimentare. Ad esempio, le pellicole commestibili potrebbero essere accatastate e consegnate ai consumatori che possono poi trasformarle nel formato definitivo immergendole in acqua.

“Abbiamo fatto dei semplici calcoli, come nel caso dei normali maccheroni, e abbiamo realizzato che pur imballandoli alla perfezione per la spedizione, il 67% del volume è comunque occupato da aria,” ha detto  Wen Wang, uno dei co-autori dello studio ed ex studente e ricercatore scientifico del Media Lab del MIT.  “Abbiamo pensato che magari, in futuro, il nostro cibo muta-forma potrebbe consentire un maggior risparmio di spazio.”

I co-autori di Wang sono Lining Yao, direttore della ricerca ed ex studente, Chin-Yi Cheng, ex studente, Daniel Levine, attuale studente, Teng Zhang della Syracuse University ed Hiroshi Ishii, Jerome B. Wiesner  Professor di media arts and sciences .

“Questo progetto è uno dei più recenti che materializza la nostra visione di “atomi radicali”, combinando le interazioni umane con materiali fisici dinamici, i quali sono trasformabili, conformabili e informabili” ha detto Ishii.

Pasta programmabile

Al MIT, Wang e Yao si occupano della ricerca in merito alla risposta dei diversi materiali all’umidità ed hanno lavorato principalmente con un determinato batterio in grado di cambiare forma, contrarsi ed espandersi in reazione all’umidità. Non a caso, lo stesso batterio viene usato per la fermentazione della soia nella preparazione di un comune piatto giapponese, il natto. Yao e Wang si sono quindi chiesti se vi fossero altri materiali commestibili in grado di cambiare forma in presenza di acqua.

I ricercatori hanno iniziato a giocare con la gelatina, una sostanza in grado di espandersi naturalmente quando assorbe acqua. La gelatina può espandersi a diversi gradi, a seconda della sua densità e si tratta di una caratteristica che il team ha saputo sfruttare nella creazione di strutture con la capacità di cambiare forma.

Yao e Wang hanno creato una pellicola piatta a doppio strato a partire da una gelatina di due diverse densità. Lo strato superiore è più denso e quindi in grado di assorbire più acqua rispetto a quello inferiore. Quando l’intera struttura viene immersa, lo strato superiore si arriccia su quello inferiore, formando un arco che va lentamente verso l’alto.

I ricercatori hanno cercato modalità per controllare i punti e il grado in cui la struttura si piega, così da poter creare diverse forme tridimensionali a partire dal foglio di gelatina. Infine, hanno applicato delle strisce di cellulosa commestibile stampate in 3D sullo strato gelatinoso superiore. Queste assorbono pochissima acqua in maniera naturale e i ricercatori hanno scoperto che sono in grado di comportarsi anche come barriera per l’acqua, controllando la quantità di liquido al quale lo strato di gelatina è esposto. Stampando la cellulosa secondo diversi pattern, il team ha potuto controllare in maniera prevedibile la risposta strutturale all’acqua e la forma assunta dai fogli di gelatina.

“In questo modo è possibile avere una programmabilità,” ha detto Yao. “Si finisce per avere il controllo sul grado di curvatura e sulla geometria complessiva della struttura.”

Verso la democratizzazione del noodle 

Wang e Yao hanno creato una serie di diverse forme a partire dalle pellicole in gelatina, dai maccheroni ai rigatoni, passando per forme che ricordano fiori e selle per cavalli.

I loro progetti potrebbero essere integrati all’interno del settore della cucina professionale e non a caso, il team ha mostrato il progetto allo chef capo di un rinomato ristorante di Boston. Gli scienziati e lo chef hanno intrapreso una breve collaborazione durante la quale hanno progettato due creazioni culinarie: dischi trasparenti di gelatina al sapore di plancton e nero di seppia in grado di avvolgersi istantaneamente a piccole perle di caviale e lunghe strisce simili a fettuccine, composte da due gelatine che si sciolgono a diverse temperature e che quindi fanno sì che il noodle si divida spontaneamente a contatto con il brodo caldo.

“La loro texture era ottima ed avevano un sapore davvero buono,” ha detto Yao.

Il team ha registrato i pattern di cellulosa e le dimensioni di tutte le strutture che sono stati in grado di realizzare e ne ha anche testato proprietà meccaniche come la resistenza, organizzando tutti i dati in un database. I co-autori Zhang e Cheng hanno poi creato dei modelli computazionali delle trasformazioni del materiale che hanno utilizzato per un’interfaccia online affinché gli utenti possano realizzare le proprie strutture muta-forma commestibili.

“Abbiamo fatto molti test in laboratorio e messo su un database dal quale è possibile scegliere le diverse forme con le istruzioni di fabbricazione,” ha detto Wang. “Inoltre è possibile scegliere un pattern di base e regolare la distribuzione o la densità e vedere l’anteprima della trasformazione finale.”

I ricercatori hanno utilizzato una stampante 3D da laboratorio per modellare la cellulosa sulle pellicole di gelatina ma hanno anche definito delle modalità tramite le quali gli utenti possono riprodurre effetti simili con tecniche più comuni, come la serigrafia.

“Immaginiamo che il software online possa fornire le istruzioni di progettazione e che una startup possa consegnare i materiali direttamente a casa degli utenti,” ha affermato Yao. “Con questo strumento, vogliamo democratizzare il design dei noodle.”

Questa ricerca è stata in parte sovvenzionata dal Media Lab and Food + Future del MIT, un acceleratore di startup sponsorizzato dalla Target Corporation di Cambridge, in Massachusetts.

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Research 2020
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