juni 21, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Mighty Morphins Flat Pasta tar tredimensjonale former mens du lager mat

Mighty Morphins Flat Pasta tar tredimensjonale former mens du lager mat

Pasta kommer i mange former og størrelser, noe som er en del av dens iboende glede. Men alle disse uregelmessige figurene pleier å være ineffektive når det gjelder emballasje. Så hva om du kunne kjøpe pastaen du valgte i en enkel og kompakt 2D-form og så se den ta den ønskede endelige 3D-formen mens du lagde mat, og dermed doble moro-faktoren? Forskere ved Carnegie-Mellon University (CMU) har oppdaget en enkel mekanisme for å gjøre nettopp det, ifølge en ny rolle publisert i tidsskriftet Science Advances.

“Vi ble inspirert av de kompakte møblene og hvordan de sparte plass, gjorde lagring enklere og reduserte karbonavtrykket forbundet med transport.” sa medforfatter Lining Yao, direktør for Morphing Matter Laboratory ved School of Computer Science ved CMU. “Vi bestemte oss for å se på hvordan stoffets morfingsteknologi vi utviklet i laboratoriet, kunne skape emballerte pastaer som ville levere lignende bærekraftsresultater.” I følge teamets beregninger, vil du ende opp med 67 prosent av volumet i luften, selv om du pakker makaronipastaen perfekt. Evnen til å lage flat pasta for frakt som får en bestemt 3D-form når den tilberedes, er en mulig løsning.

Yao og medforfatter Wen Wang, også ved CMU, begynte å eksperimentere med det de kaller “transformativ appetitt”, eller formskiftende matvarer, for flere år siden, inspirert av deres arbeid med en bakterie som ville krympe eller utvide seg som svar på fuktighet. de samme bakteriene som brukes til å gjære soyabønner for å lage natto, en populær japansk frokostrett som helt ærlig lukter litt som alderen ost (og dermed kan være en ervervet smak).

READ  Utholdenhet når en stor milepæl på Mars

Innen 2017 produserte Yao og Wang spiselige 2D-filmer protein, cellulose eller stivelse. Filmene forvandlet til 3D-former da de absorberte vann som pastaformer (makaroni og rotini i dette tilfellet) og blomster. Gelatinarkene deres har blitt sammenlignet med “spiselig origami” og inkluderer også spaghetti som spontant deles i mindre nudler når de dyppes i varm buljong. Gelatin fungerer bra for dette, fordi hvor mye det utvides er relatert til dens tetthet, en enkel variabel å justere for å lage tilpassede former.

Det er to lag i filmen, hver laget av gelatin med forskjellig tetthet. Det øverste laget er tettere og absorberer derfor mer vann enn det nederste laget. Så når filmen dyppes i vann, vil det øverste laget rulle over det nederste laget for å danne en bue. Forskerne fant også at de kunne oppnå større kontroll over når og hvor mye filmene ville bøyes ved å dekke to-lagsfilmen med en 3D-trykt stripe av cellulose, som fungerer som en barriere mot vann, og derved kontrollere mengden vann i det. det øverste laget. utsatt for. Voila! De hadde programmerbare spiselige gelatinfilmer.

Ikke fornøyd med å legge igjen ting i laboratoriet, henvendte Wang og Yao seg til Matthew Delisle, daværende kokk for L’Espalier i Boston (siden stengt), om samarbeid om inkorporering av gelatinfilmene hans i kongelige retter. Delisle skuffet ikke. Han laget for eksempel en fytoplankton pastasalat der pastaen forvandlet seg fra en flat skive til en sadelform når den ble hydrert, som han kombinerte med arvestomater og vill sorrel. Han parret blomsterpastaformene med fôr sopp og gjærede burgunder trøfler, mens lagets spiralformede nudler passet bra med blekksprut, kandisert eggeplomme og hvit hoisin.

READ  Yellowstone er IKKE den farligste vulkanen: Campi Flegrei-utbruddet vil tvinge en massiv evakuering Vitenskap | Nyheter

Den mer kompliserte retten involverte klar kaviar cannoli, som startet som firkantede tørre filmer av protein, som deretter ble dyppet i en bolle med vann og kaviar. Da filmene ble hydrert, ble de pakket rundt kaviaren og “fylte” den endelige cannoli. Wang og Yao innbiller seg at en dag lignende metoder vil bli brukt til å lage sammenleggbare kinesiske dumplings eller selvinnpakende taco. Hans medforfattere utviklet til og med et elektronisk brukergrensesnitt, basert på beregningsmodeller av de forskjellige materialtransformasjonene, slik at folk kunne designe sine egne spiselige morphing-strukturer.

Forfatterne anerkjente imidlertid at spiselige materialer utenfor laboratoriet (og eksperimentelle haute cuisine-virksomheter) er underlagt unike begrensninger, både når det gjelder kostnader og sikkerhetskrav i produksjonsteknikker, så vel som ernæringsmessige og ernæringsmessige krav. Når det gjelder pasta, inneholder for eksempel tradisjonell italiensk pastadeig bare semulegryn og vann, som deretter svelger når det tilberedes i kokende vann. Å legge til ting som cellulosestrimler ville ikke være praktisk eller ønskelig. Så forskerne trengte en enklere mekanisme for å indusere programmerbare former.

Løsningen: noe Wang, Yao og deres medforfattere kaller “rytmebasert forbigående transformasjon.” De fant ut at stempling av flate pastaark med forskjellige sporemønstre tillot dem å kontrollere den endelige formen på pastaen etter tilberedningen. Ifølge forfatterne øker sporene tiden det tar å lage den delen av pastaen. Så disse områdene utvides mindre enn de glatte områdene, noe som gir mange forskjellige former.

Teamet fant at pastaen nådde sin maksimale bøyningsvinkel etter omtrent 12 minutter og beholdt denne vinkelen i omtrent 20 minutter før den begynte å bøye seg tilbake. Forskerne var i stand til å produsere enkle spiralformede og koniske former, samt mer komplekse saler og svinger (sistnevnte oppnådd ved å innføre dobbeltsidige spor).

Det grunnleggende prinsippet skal gjelde for alt materiale som svulmer når det nedsenkes i vann. Forskerne demonstrerte dette ved å bruke den samme slottingsteknikken for å transformere silisiumarkene (PDMS) til forskjellige former, analoge med deres limeksperimenter. I tillegg til fordelene med bærekraftig emballasje og forsendelse, mener forfatterne at denne tilnærmingen kan være nyttig i myk robotikk og biomedisinsk utstyr.

En annen medforfatter, Ye Tao, tidligere besøkende postdoktor ved Morphing Matter Lab, nå ved Zhejiang University i Kina, tok faktisk sin pakkede pasta med på en tur for å teste dens soliditet i virkelige omgivelser. Han fant ut at den pakkede pastaen tok mindre plass i ryggsekken uten å bli skadet av all tøysingen, og kokte godt på en bærbar campingovn. Enda bedre, “Den forvandlede pastaen etterlignet munnfølelsen, smaken og utseendet til tradisjonell pasta.” hun sa.

DOI: Science Advances, 2021. 10.1126 / sciadv.abf4098 (Om DOI).

Morphing Matter Lab / CMU-oppføringsbilde