Cercetători din Marea Britanie și China au descoperit o proprietate neașteptată a orezului care poate fi valorificată în dezvoltarea materialelor inteligente, fără a fi nevoie de tehnologie electronică sau senzori. Studiul, publicat în revista Matter, relevă că boabele de orez reacționează diferit în funcție de viteza cu care este aplicată forța, oferind o bază pentru crearea unor materiale compozite capabile să răspundă în mod automat la condiții variate.
Orezul care devine mai moale sau mai rezistent în funcție de viteza de aplicare a forței deschide noi perspective pentru inginerie. În cazul unei presiuni rapide, materialul se deformează ușor, pierzând din rezistență, pe când aplicată lent, păstrează și chiar își crește rigiditatea. Această proprietate, denumită de cercetători ”înmuiere dependentă de viteză”, permite proiectarea de structuri care se adaptează spontan mediului, fără intervenție umană sau sisteme electronice.
De la comportament natural la materiale funcționale
Echipa condusă de University of Birmingham a combinat particule de orez cu alte materiale, precum nisipul, în încercarea de a amplifica această reacție. Rezultatul a fost crearea unui „metamaterial” – o structură proiectată special pentru a avea comportamente ce nu se găsesc în mod natural. Acest tip de material poate să se îndoaie, să se deformeze sau să se rigidizeze, în funcție de modul în care i se aplică forța.
Mingchao Liu, unul dintre cercetători, afirmă: „Orezul, cunoscut ca aliment de bază, poate deveni fundamentul unei noi clase de materiale funcționale. În loc să ne bazăm pe senzori sau electronice pentru control, lăsăm fizica să dicteze reacțiile.” Astfel, materialele devin inteligente în sensul de a reacționa automat, diferit pentru mișcări lente sau impacturi bruste.
Pentru valoarea practică, această descoperire înseamnă că materiale obișnuite pot fi reinterpretate pentru a avea funcții avansate, fără a necesita sisteme electronice sau algoritmi de control. Proprietățile mecanice ale granularelor pot fi adaptate pentru diverse aplicații, de la roboți „moi” până la echipamente de protecție.
Implicații pentru industrie și siguranță
Materialele sensibile la viteză dezvoltate în urma cercetării pot fi utilizate în parametri extinși pentru protecție și robotică. Roboții „moi”, capabili să își ajusteze rigiditatea instantaneu, ar putea deveni mai siguri și mai eficienți în interacțiunea cu oamenii. De exemplu, acești roboți pot efectua sarcini precise, fiind mai adaptați la mediile schimbătoare.
De asemenea, în domeniul echipamentelor de protecție, noile materiale pot oferi reacții rapide la impacturi sau alte forțe bruște, absorbind energia sau deformându-se controlat. Nu este nevoie de energie suplimentară sau senzori pentru ca acestea să răspundă eficient, ceea ce poate reduce costurile și complexitatea tehnologică.
Rezultatele studiului din aprilie 2026 deschid forța de a transforma materiale simple, precum orezul și nisipul, în componente esențiale pentru dispozitive inteligente, în condițiile în care acestea pot fi produse și utilizate fără componente electronice complexe. Anul 2026 marchează un punct de inflexiune pentru evoluția materialelor mecanice adaptabile, fiind anunțată o premieră a utilizării directe a proprietăților fizice ale materialelor granulare în aplicații tehnice avansate.
