Le ragnatele ispirano i nuovi rilevatori ottici 3D in grafene

L’intuizione della Purdue University sfrutta la natura per produrre fotorilevatori 3D più resistenti per usi biomedici o militari

Le nuove tecnologie sono spesso ispirate alla natura. Un esempio è il braccio robotico ispirato ai polpi. Ora è il turno dei ragni e delle loro ragnatele. Le architetture e le forme create dai ragni sono affascinanti e complesse e possono formare reti ad alta resistenza meccanica. I ricercatori della Purdue University hanno deciso di usare questi disegni per perfezionare la tecnologia dei rilevatori ottici. La forma è combinata con le proprietà meccaniche del grafene per ottenere una grande adattabilità meccanica e tolleranza ai danni.

«Abbiamo impiegato l’esclusivo disegno frattale di una ragnatela per sviluppare un’elettronica deformabile e affidabile, in grado di interfacciarsi senza soluzione di continuità con qualsiasi superficie curvilinea 3D», ha dichiarato Chi Hwan Lee, assistant professor di ingegneria biomedica e ingegneria meccanica alla Purdue. «Ad esempio abbiamo dimostrato una matrice di fotorilevatori emisferica, cioè a forma di cupola, in grado di rilevare contemporaneamente direzione e intensità della luce incidente, come il sistema visivo degli artropodi, per esempio insetti e crostacei».

La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation e dall’Air Force Research Laboratory, e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Advanced Materials. La struttura offre capacità uniche di distribuzione dello stress indotto dall’esterno sul sensore. La forma particolare è inoltre in grado di resistere a piccoli tagli mantenendo resistenza e funzionalità complessive. «La tecnica di assemblaggio presentata in questo lavoro consente di impiegare elettronica deformabile 2D in architetture 3D, il che può preannunciare nuove opportunità per far progredire il campo dei dispositivi elettronici e optoelettronici 3D», ha detto Lee.