Ricercatori della UTA sviluppano compositi stampati in 3D ispirati alla natura
Il progetto si intitola "Novel Damage-Tolerant Composites Enabled by Hybrid Biomimetic Designs and Multi-Material Additive Manufacturing"
Secondo quanto riferito dalla University of Texas at Arlington (UTA), Shiyao Lin, ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale del College of Engineering, ha ricevuto un finanziamento per avviare un nuovo progetto di ricerca dal titolo “Novel Damage-Tolerant Composites Enabled by Hybrid Biomimetic Designs and Multi-Material Additive Manufacturing”.
Il programma di potenziamento della ricerca (Research Enhancement Program – REP), gestito dall’Ufficio del Vicepresidente per la Ricerca e l’Innovazione della UTA, fornisce finanziamenti iniziali a ricercatori che intendono esplorare nuove idee e direzioni, con l’obiettivo di generare innovazioni future e proposte competitive per ottenere fondi da agenzie federali o fondazioni non profit.
Il Dr. Lin sta sviluppando materiali compositi di nuova generazione, resistenti ai danni, ispirandosi a strutture presenti in natura, come il bambù e le conchiglie. Queste strutture biomimetiche ibride verranno realizzate mediante stampa 3D multimateriale e testate per verificarne la resistenza meccanica e la durabilità.
La ricerca affronta lo studio dei materiali dal punto di vista della natura, analizzando come le strutture naturali prevengano i danni e resistano alla frattura. Indagando la fisica alla base della formazione e propagazione delle cricche, Lin mira a individuare nuovi approcci per migliorare la tenacità dei compositi ingegnerizzati. Il progetto integra più design biomimetici—un approccio finora raramente esplorato—e ne validerà l’efficacia attraverso test sperimentali in laboratorio e modelli computazionali.
Questi design potrebbero portare allo sviluppo di materiali più robusti e sicuri per l’ingegneria aerospaziale, l’industria automobilistica e i dispositivi di protezione personale. Le applicazioni potenziali spaziano da componenti per aeromobili più resistenti alle sollecitazioni, a parti automobilistiche che migliorano la sicurezza dei passeggeri, fino a corazze con capacità avanzate di assorbimento dell’energia—con un impatto ampio e significativo.
Il primo passo sarà la creazione di un design ibrido ispirato al bambù e alle conchiglie. La struttura cellulare del bambù aiuta a deviare la propagazione delle cricche, mentre la composizione stratificata delle conchiglie offre resistenza alla frattura. Utilizzando una stampante 3D multimateriale, il team della UTA realizzerà queste strutture ibride e condurrà test meccanici per valutarne la resistenza allo stress.
“Questo finanziamento permetterà di formare studenti universitari e post-laurea con competenze teoriche e pratiche, ampliando la loro conoscenza dell’ingegneria in relazione a zoologia e biologia”, ha dichiarato Shiyao Lin.
