CMU Lab guida lo sviluppo di una pasta che si trasforma in forma una volta cotta. Credito:Carnegie Mellon University
Le tagliatelle piatte creano imballaggi, trasporto e conservazione più sostenibili.
La gente ama la pasta per i suoi formati:dai tubi di penne e rigatoni alle spirali di fusilli e rotini.
Ma ciò che rende le farfalle diverse dalle conchiglie rende anche il fiocco un orso da confezionare, che richiede grandi sacchi e scatole per accogliere i formati iconici della pasta in tutto il mondo.
Un team di ricerca guidato dal Morphing Matter Lab della Carnegie Mellon University sta sviluppando una pasta piatta che assume forme familiari una volta cotta. Il team imprime piccoli solchi nell'impasto di pasta piatto, fatto solo di farina di semola e acqua, in modelli che lo trasformano in tubi, spirali, torsioni e onde quando viene cotto.
La pasta trasformata ha l'aspetto, la sensazione e, soprattutto, il sapore della pasta tradizionale, aprendo nuove possibilità per il food design e consentendo una pasta confezionata piatta che ridurrebbe gli imballaggi, risparmierebbe spazio nello stoccaggio e nel trasporto e possibilmente ridurrebbe i tempi e energia necessaria per cucinare.
"Ci siamo ispirati ai mobili stesi e al modo in cui hanno risparmiato spazio, facilitato lo stoccaggio e ridotto l'impronta di carbonio associata al trasporto", ha affermato Lining Yao, direttore del Morphing Matter Lab presso l'Istituto di interazione tra uomo e computer presso la CMU's School of Informatica. "Abbiamo deciso di esaminare come la tecnologia della materia morphing che stavamo sviluppando in laboratorio potesse creare paste piatte che offrissero risultati di sostenibilità simili".
Il team ha pubblicato la propria comprensione del meccanismo di morphing e dei principi di progettazione nel documento "Morphing Pasta and Beyond", che è la storia di copertina del numero di maggio 2021 di Science Advances . Gli autori includono 17 ricercatori della CMU, della Syracuse University e della Zhejiang University, specializzati in campi tra cui la scienza dei materiali, l'ingegneria meccanica, la fabbricazione computazionale e il design.
Le scanalature impresse nelle sfoglie piatte aumentano il tempo necessario all'acqua per cuocere quella zona della pasta. Pianificando attentamente dove e come posizionare le scanalature, i ricercatori possono controllare quale forma di pasta si forma quando viene cotta.
"Il lato della scanalatura si espande meno del lato liscio, portando la pasta a prendere forma", ha affermato Teng Zhang, un assistente professore presso la Syracuse University che ha guidato l'analisi di modellazione in questo progetto.
Le scanalature possono essere utilizzate per controllare la forma modificata di qualsiasi materiale rigonfiabile. Il team ha dimostrato che può trasformare fogli di silicio utilizzando la stessa tecnica di scanalatura.
"Questo potrebbe essere potenzialmente utilizzato nella robotica morbida e nei dispositivi biomedici", ha affermato Wen Wang, un ex ricercatore affiliato al Morphing Matter Lab.
Trasformare la pasta. Credito:Carnegie Mellon University
Il materiale plastico utilizzato negli imballaggi alimentari contribuisce notevolmente alle discariche in tutto il mondo e gli imballaggi inquinano gli oceani del mondo. La creazione di imballaggi alimentari efficaci è fondamentale per ridurre gli sprechi e dare forma a un futuro sostenibile. La pasta confezionata in piano ridurrebbe l'imballaggio richiesto risparmiando spazio nella spedizione e nello stoccaggio.
Il team ha anche immaginato che la loro pasta confezionata piatta potesse ridurre l'impronta di carbonio della cottura. In Italia, circa l'1% delle emissioni di gas serra deriva dalla cottura della pasta. La pasta piatta può cuocere più velocemente della pasta tubolare, il che potrebbe ridurre le emissioni durante il processo di cottura.
Ye Tao, un ex ricercatore post-dottorato in visita presso il Morphing Matter Lab e autore principale dello studio, ha testato la pasta confezionata in natura, imballandola per un'escursione. La pasta occupava meno spazio nella sua borsa, non si rompeva durante le escursioni e si cucinava con successo su un fornello da campo portatile.
"La pasta trasformata imitava la sensazione in bocca, il gusto e l'aspetto della pasta tradizionale", ha detto.
La pasta tradizionale si trasforma già quando viene cotta, si espande e si ammorbidisce quando viene bollita. Il team ha sfruttato queste proprietà naturali per creare il suo prodotto confezionato piatto.
La pasta morphing si basa su anni di ricerca di Yao e del Morphing Matter Lab sui meccanismi di morphing e le applicazioni con diversi materiali che vanno dalla plastica e gomma al tessuto e al cibo.
Riferimento:"Morphing pasta and beyond" di Ye Tao, Yi-Chin Lee, Haolin Liu, Xiaoxiao Zhang, Jianxun Cui, Catherine Mondoa, Mahnoush Babaei, Jasio Santillan, Guanyun Wang, Danli Luo, Di Liu, Humphrey Yang, Youngwook Do, Lingyun Sun, Wen Wang, Teng Zhang e Lining Yao, 5 maggio 2021, Progressi scientifici .
DOI:10.1126/sciadv.abf4098
La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation degli Stati Uniti, dalla CMU Manufacturing Futures Initiative e dalla National Natural Science Foundation of China.
