Ploché cestoviny sa vyvinuli do tvaru, ktorý sa uvaril

Laboratórium CMU je na čele vývoja cestovín, ktoré sa pri varení tvarujú. S pozdravom: Carnegie Mellon University

Ploché rezance vytvárajú odolnejšie obaly, prepravu a skladovanie.

Ľudia milujú cestoviny pre ich tvary – od rúrok Penny a Rigatoni až po špirály Fusili a Rotini.

Čo však odlišuje Shankhijiho, robí zo Staples aj nositeľa balíka, ktorý vyžaduje veľké tašky a škatule, aby sa do nich zmestili ikonické tvary cestovín po celom svete.

Výskumný tím vedený laboratóriom Morphing Matter Lab na Carnegie Mellon University vyvíja ploché cestoviny, ktoré sa dajú pripraviť v známom tvare. Tím zapôsobí na malé ryhy v plochej cestovinovej múke – vyrobenej iba z krupičnej múky a vody – vo vzoroch, ktoré sa pri varení menia na rúrky, špirály, zákruty a vlny.

Morfované cestoviny vyzerajú, cítia sa, a čo je najdôležitejšie, chutia ako tradičné cestoviny, otvárajú nové možnosti v dizajne potravín a umožňujú cestoviny v plochom balení, ktoré znižujú obaly, skladovanie a prepravu. Ušetria miesto a možno skrátia čas a čas potrebný na varenie.

„Inšpirovali sme sa plochým nábytkom a tým, ako šetrilo miesto, uľahčilo skladovanie a znížilo uhlíkovú stopu spojenú s dopravou,“ uviedol Lining, riaditeľ laboratória Morphing Matter Lab v Inštitúte interakcie človeka s počítačom na škole CMU v Yao. počítačová veda. „Rozhodli sme sa, že uvidíme, ako technológia Morphing Matter, ktorú sme vyvíjali v laboratóriu, dokáže vyrobiť cestoviny v plochom balení, ktoré ponúkajú podobné výsledky konzistencie.“

Tím publikoval svoje pochopenie mechanizmov premeny a princípov návrhu v príspevku „Morphing Pasta and Beyond“, krycom príbehu čísla z mája 2021. Vedecký pokrok. Autormi sú 17 výskumní pracovníci z CMU, univerzity v Syrakúzach a univerzity Zhejiang, ktorí sa špecializujú na oblasti vrátane materiálových vied, strojárstva, výpočtovej výroby a dizajnu.

Čas, ktorý je potrebný na uvarenie tejto oblasti cestovín v drážkach zapečatených v plochých listoch cestovín, sa predĺži. Dôsledným plánovaním, kam a ako umiestniť drážku, môžu vedci kontrolovať, aký tvar cestovín sa pri dozrievaní vytvorí.

„Strana drážky je menej roztiahnutá ako strana hladká, čo vedie k veľkosti cestovín,“ uviedol Teng Zhang, odborný asistent na univerzite v Syrakúzach, ktorý v rámci projektu viedol modelovaciu analýzu.

Na kontrolu veľkosti ľubovoľného napučiavaného materiálu možno použiť sloty. Tím preukázal, že dokáže morfovať kremíkové plechy rovnakou technikou drážkovania.

„Možno by sa dal použiť v mäkkej robotike a biomedicínskych zariadeniach,“ uviedla Wen Wang, bývalá výskumníčka združená v laboratóriu Morphing Matter Lab.

Morfujúce cestoviny. S pozdravom: Carnegie Mellon University

Plastové materiály používané pri balení potravín významne prispievajú k skládkam po celom svete a obaly pasujú do svetových oceánov. Vytváranie účinných obalov na potraviny je dôležité pre zníženie odpadu a formovanie udržateľnej budúcnosti. Ploché cestoviny sa zúžia na obale potrebnom z dôvodu úspory miesta pri preprave a skladovaní.

Tím tiež predpokladal, že ich ploché cestoviny môžu znížiť uhlíkovú stopu pri varení. V Taliansku tvoria cestoviny na varenie asi 1% emisií skleníkových plynov. Ploché cestoviny sa môžu pripraviť rýchlejšie ako rúrkové, čo môže znížiť emisie počas procesu varenia.

Ye Tao, bývalý hosťujúci postdoktorandský výskumník v laboratóriu Morphing Matter Lab a hlavný autor štúdie, testoval ploché cestoviny vo voľnej prírode balením na turistiku. Cestoviny zaberali v taške málo miesta, počas turistiky sa nezlomili a boli úspešne uvarené na prenosnom kempingovom sporáku.

„Morfované cestoviny napodobňovali pocit v ústach, chuť a prítomnosť tradičných cestovín,“ uviedla.

Tradičné cestoviny sú už uvarené, keď sú uvarené, expandované a zjemnené. Tím použil tieto prírodné vlastnosti na vytvorenie svojich produktov plochého balenia.

Morphing Pasta navrhuje aplikácie na morfovacích mechanizmoch na morfovacích mechanizmoch od Yao a Morphing Matter Lab, ktoré obsahujú rôzne materiály od plastov a gumy po látky a potraviny.

Referencie: Ye Tao, Yi-Chin Li, Haolin Liu, Xiaoxiao Zhang, Jianxun Cui, Catherine Mondoa, Mahnoush Bubei, Jasio Santillan, Gualun Wang, Danli Luo, Di Liu, Humphrey Yang, Youngwook Do, „Moring Pasta and Beyond“. Lingyun Sun, Wen Wang, Teng Zhang a Lining Yao, 5. mája 2021, Vedecký pokrok.
DOI: 10.1126 / Sciadv.abf4098

Výskum bol financovaný z prostriedkov Národnej vedeckej nadácie USA, CMU Manufacturing Futures Initiative a Čínskej národnej prírodovednej nadácie.