Guscio che si avvolge come un armadillo per proteggere dispositivi ^{CEFR B2}

Un gruppo della North Carolina State University ha progettato il morpho-interlocking protective module (MIPM), noto anche come robo-armadillo, per proteggere dispositivi elettronici e altri carichi fragili. L'idea, ispirata agli armadilli, sfrutta una struttura che rimane flessibile a riposo ma si trasforma automaticamente in un guscio protettivo quando un sensore di deformazione percepisce un impatto o un tocco.

Il MIPM è composto da tre strati principali. Lo strato esterno è un esoscheletro di scaglie segmentate e curve stampate in resina con una stampante 3D. Lo strato intermedio contiene quattro componenti: un elastomero a cristalli liquidi (LCE) che si contrae se riscaldato, un sensore di deformazione realizzato con un polimero contenente nanofili d'argento, un nastro di Kapton che si espande con il calore e un sottile tessuto conduttivo che funge da riscaldatore. Lo strato interno è un endoscheletro di carta piegata a coste che sostiene una fila di scaglie segmentali rigide in polimero.

Quando il sensore registra un aumento di tensione, invia un segnale a un'unità di controllo che alimenta lo strato riscaldante; il riscaldamento fa contrarre l'LCE e espandere il Kapton, provocando la curvatura della struttura. L'esoscheletro si rivolge verso l'esterno e il MIPM si richiude in un anello protettivo. Le scaglie dell'endoscheletro si incastrano tra loro creando uno scheletro interno che aumenta la robustezza. Nei test di proof-of-concept lo strato sensoriale ha attivato la trasformazione e l'aumento del numero di scaglie ha aumentato rigidità e resistenza.

Yong Zhu ha spiegato che il gruppo ha trovato un compromesso tra la segmentazione dell'endoscheletro e il peso strutturale; come esempio, 10 scaglie segmentali sono state in grado di resistere a circa 10 newton di forza. Il team è aperto a collaborazioni e intende proseguire lo sviluppo di tecnologie flessibili ma protettive ispirate alla natura. Lo studio è pubblicato su Science Advances e il lavoro è stato finanziato dalla National Science Foundation e dal Department of Defense.