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La stampa 3D che aiuta la ricerca

Gli scienziati devono diventare "maker"? Ecco come la fabbricazione digitale sta cambiando (anche) il mondo della ricerca.
Nel 2013 scrivevamo che la stampa 3D era una tecnologia in lenta marcia: i primi prototipi sono degli anni '80, ma negli ultimi anni c'è stata enorme diffusione tra i consumatori, ansiosi di cominciare a produrre oggetti normalmente fuori dalla portata del fai-da-te. Qualcuno parla addirittura di una nuova rivoluzione industriale, ma se (forse) si tratta di una prematura esagerazione, di certo questa tecnologia e le altre dell'universo dei maker stanno cambiando la realtà che ci circonda. L'ultimo "spot" per la stampa 3D è arrivato nientemeno che dalla Stazione Spaziale Internazionale, dove gli astronauti hanno stampato una chiave a tubo usando un file di progetto (CAD) inviato dalla NASA via radio.
L'astronauta  Barry "Butch" Wilmore mostra la chiave stampata a gravità zero Immagine: NASA
Dallo spazio al laboratorio Grazie alla stampa 3d i nostri astronauti hanno cominciato a costruire sul posto alcuni oggetti indispensabili senza dover attendere i rifornimenti dalla Terra, ma perché non estendere questa filosofia anche ai laboratori terrestri? I ricercatori non sono certo isolati come la nostra Samantha Cristoforetti, ma la possibilità di produrre in proprio oggetti fondamentali, e magari personalizzarli, potrebbe facilitare moltissimo la vita quotidiana di un laboratorio. Ne è convinto un gruppo internazionale e interdisciplinare di scienziati  che ha appena pubblicato su Plos Biology un articolo per dimostrare quanto possa essere strategico per degli scienziati diventare anche dei maker. Un cambio di paradigma In laboratorio come in qualsiasi altro settore, non è necessario avere avanzate competenze di progettazione per cominciare a godere dei vantaggi che offre questa filosofia di produzione. Molti progetti sono infatti già disponibili in rete e condivisi gratuitamente secondo i principi dell'openness. Chiunque può scaricare un file CAD pronto per stampare supporti per provette di ogni forma o le parti di un adattatore per fissare il proprio smartphone all'oculare di un microscopio. Con un po' più di lavoro è possibile assemblare anche un micromanipolatore per i campioni al microscopio, oppure una micropipetta, immancabile in qualsiasi laboratorio di chimica o biologia.
A sinistra, su sfondo bianco, disegno tridimensionale delle componenti stampabili di Biropipette, una micropipetta il cui progetto di costruzione è liberamente scaricabile. Immagine: Tom Baden et al., Plos Biology (2015).
Essere maker non vuol dire solo stampare in 3D: questa è solo la parte più "scenografica" necessaria per la fabbricazione di alcuni oggetti, ma più frequentemente la stampante serve a produrre delle parti che devono poi essere assemblate in apparecchiature che possono essere anche molto complesse. Gli scienziati-maker più esperti, cioè con qualche base di elettronica e programmazione, possono addirittura costruire un termociclatore grazie a openPCR. Il progetto della macchina e le istruzioni di assemblaggio sono, come sempre, accessibili gratuitamente ma è anche possibile acquistare un kit con tutto l'occorrente per la realizzazione a 649 dollari, circa 1/5 del costo dei termociclatori più economici.
Il termociclatore openPCR completamente assemblato Immagine: OpenPcr
Una risorsa per tutti Oggi è quindi possibile che un ricercatore si metta a progettare (o migliorare) una certa apparecchiatura da laboratorio e che il suo design possa essere da subito utilizzato (e adattato) dai suoi colleghi scienziati in altri laboratori in giro per il mondo. Per gli autori dell'articolo questo processo è quindi in grado di promuovere il miglioramento dei "ferri del mestiere" degli scienziati con una velocità mai vista in precedenza, senza contare il valore intrinseco della condivisione dei saperi. Oltre a questo la cultura maker potrebbe aiutare i paesi in via di sviluppo: in molte scuole e università dell'Africa subsahariana e dell'America Latina le risorse sono limitatissime e la possibilità di costruire e riparare le proprie attrezzature grazie all'open source potrebbe rivelarsi strategica. C'è molta strada da fare per ampliare l'accesso a queste tecnologie, ma nelle città più grandi si stanno già diffondendo i primi FabLab (officine per makers) e può bastare un workshop di qualche giorno per imparare le basi e cominciare a sperimentare. Gli autori inoltre auspicano che, come sta già avvenendo anche in Italia, il primo incontro dei futuri scienziati con il mondo dei maker avvenga a partire dalla scuola dell'obbligo: quale miglior modo di avvicinare i giovani alla ricerca che dare loro la possibilità di costruire quello che immaginano? Immagine in apertura: Jonathan Juursema (Own work) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons Immagine box: NASA
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micropipetta 3d
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OpenPcr

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