L’effetto elastico di Leidenfrost che farà correre i robot

Spesso capita che le più importanti scoperte scientifiche si basino sulla “fortuna” o su incontri casuali di avvenimenti; basti solo pensare alla famosa mela di Newton, grazie alla quale scoprì la gravità. Analogamente, dalla Università di Leiden un idrogel e l’effetto Leidenfrost potrebbero essere impiegati nel campo della robotica, per permetterne la deambulazione e soprattutto la corsa. L’idea nasce in seguito alla visione di un video, circolato in rete e divenuto virale.

Non solo capacità ed intelligenza umane, insomma, ma anche una buona dose di curiosità hanno caratterizzato questo studio, pubblicato nella rivista scientifica Nature Physics, basatosi sostanzialmente su un fenomeno fisico a cui si assiste, si può dire, quotidianamente.

Effetto Leidenfrost

L’effetto Leidenfrost (o calefazione) è quel fenomeno che si verifica, ad esempio, mentre si cucina: se su una piattaforma molto calda, come può essere una padella, viene versata dell’acqua, si assiste all’evaporazione dello strato più esterno del liquido e alla conseguente formazione di tante gocce. Ciò è dovuto alla presenza di uno strato gassoso sottilissimo che si crea tra la piattaforma calda e la goccia d’acqua, una sorta di cuscinetto di vapore isolante, che permette alla goccia non solo di evaporare più lentamente, ma anche di “scivolare” sulla superficie della padella.

Notando questo fenomeno fisico, Waitukaitis ed il leader dello studio Martin van Hecke, della suddetta Università, hanno scoperto che lo stesso principio vale anche per delle biglie di idrogel, formate da poliacrilamide e composte al 98% da acqua, ma in maniera più accentuata: sembra proprio che vogliano letteralmente “scappare” dalla superficie rovente, emettendo anche suoni simili a delle urla. Questo particolare fenomeno è stato definito dagli scienziati “effetto elastico di Leidenfrost“.

Sfruttando la videografia ad alta velocità, gli scienziati sono riusciti ad immortalare il fenomeno di Leidenfrost: il vapore rilasciato dal contatto tra idrogel e padella crea rapide oscillazioni ad una frequenza molto elevata (qualche migliaio di cicli al secondo), come se aprissero e chiudessero un buco molto, molto velocemente.

Basandosi sull’assunto che “l’energia non si crea ne si distrugge, ma si trasforma”, l’oscillazione permette l’uscita di vapore che funge da pistone ed imprime energia alle sfere, permettendone il movimento di “fuga” dalla piastra, nonché la generazione dei suoni.

Ma nella robotica?

Le sfere agiscono quasi come un motore a vapore, ma ciò che è incredibile è che tutti i componenti di un normale motore, come il carburante ed il meccanismo del pistone sono contenuti semplicemente in una biglia di idrogel.

Spiega Waitukaitis, aprendo un vasto scenario non sono per applicazioni robotiche, ma anche in altri ambiti.

Tuttavia, data la sua caratteristica, l’applicazione di questo principio potrebbe trovare larga diffusione specie nei cosiddetti soft robot, realizzando ad esempio serie di fili in idrogel e applicando calore dove si desidera avvenga il movimento.