Los fideos empaquetados planos crean un embalaje, transporte y almacenamiento más duraderos.

A la gente le encanta la pasta por sus formas, desde tubos de penne y rigatoni hasta espirales de fusilli y rotini.

Pero lo que diferencia a farfalle de conchiglie también hace que el alimento básico sea un oso para envolver, lo que requiere bolsas y cajas grandes para acomodar formas icónicas de pasta de todo el mundo.

Un equipo de investigación dirigido por el Morphing Matter Lab de la Carnegie Mellon University está desarrollando pasta plana que adquiere formas familiares cuando se cocina. El equipo imprime pequeños surcos en la masa de pasta plana, hecha solo de harina de sémola y agua, en patrones que la convierten en tubos, espirales, giros y ondas cuando se hornea.

La pasta procesada se ve, se siente y, lo que es más importante, sabe a la pasta tradicional, al tiempo que abre nuevas posibilidades para el diseño de alimentos y permite una pasta empaquetada plana que reduciría el empaque, ahorraría espacio, almacenamiento y transporte, y potencialmente reduciría el tiempo y el transporte. la energía necesaria para cocinar.

«Nos inspiraron los muebles empaquetados y cómo ahorraron espacio, facilitaron el almacenamiento y redujeron la huella de carbono asociada con el transporte», dijo Lining Yao, director del Morphing Matter Lab en el Instituto de Interacción Hombre-Máquina de la Escuela de Computación de CMU. . «Decidimos examinar cómo la tecnología de materiales de procesamiento que estábamos desarrollando en el laboratorio podía crear pasta empaquetada con resultados de sostenibilidad similares».

El equipo publicó su comprensión del mecanismo de transformación y los principios de diseño en el artículo «Morphing Pasta and Beyond», que es la portada de la edición de mayo de 2021 de Progreso cientifico. Los autores incluyen a 17 investigadores de CMU, Syracuse University y Zhejiang University que se especializan en áreas como ciencia de materiales, ingeniería mecánica, fabricación de computadoras y diseño.

Las ranuras estampadas en las hojas de pasta planas aumentan el tiempo que tarda el agua en cocinar esa zona de la pasta. Al planificar cuidadosamente dónde y cómo colocar las ranuras, los investigadores pueden controlar la forma de la pasta mientras se cocina.

«El lado ranurado se expande menos que el lado liso, lo que hace que las pastas se metamorfoseen», dijo Teng Zhang, profesor asistente de la Universidad de Syracuse que dirigió el análisis de modelado en este proyecto.

Las ranuras se pueden utilizar para controlar la forma transformada de cualquier material inflable. El equipo demostró que podían transformar láminas de silicio utilizando la misma técnica de ranurado.

“Esto podría potencialmente usarse en robótica blanda y dispositivos biomédicos”, dijo Wen Wang, un ex investigador afiliado al Morphing Matter Lab.

Pasta morphing. Crédito: Universidad Carnegie Mellon

El material plástico utilizado en el envasado de alimentos es uno de los principales contribuyentes a los vertederos de todo el mundo y los envases ensucian los océanos del mundo. Crear envases de alimentos eficientes es clave para reducir los residuos y dar forma a un futuro sostenible. La pasta empaquetada en forma plana reduciría la necesidad de empaque y al mismo tiempo ahorraría espacio durante el envío y almacenamiento.

El equipo también consideró que su pasta empaquetada plana podría reducir la huella de carbono de la cocción. En Italia, alrededor del 1% de las emisiones de gases de efecto invernadero provienen de la cocción de la pasta. La pasta plana se puede cocinar más rápido que la pasta tubular, lo que podría reducir las emisiones durante el proceso de cocción.

Ye Tao, un ex becario postdoctoral visitante en el Morphing Matter Lab y autor principal del estudio, probó la pasta empaquetada en la naturaleza empacándola para una caminata. La pasta ocupó menos espacio en su bolso, no se rompió durante la caminata y se cocinó con éxito en una estufa portátil para acampar.

“La pasta procesada imitaba la sensación en la boca, el sabor y la apariencia de la pasta tradicional”, dijo.

La pasta tradicional ya se transforma cuando se cocina, se expande y se ablanda cuando se hierve. El equipo aprovechó estas propiedades naturales para crear su producto empaquetado plano.

Las pastas morphing se basan en años de investigación de Yao y el Morphing Matter Lab sobre mecanismos y aplicaciones de morphing con diferentes materiales que van desde plástico y caucho hasta telas y alimentos.

Referencia: «Morphing pasta and Beyond» de 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 y Lining Yao, 5 de mayo de 2021, Progreso cientifico.
DOI: 10.1126 / sciadv.abf4098

La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., La Iniciativa de Futuros de Fabricación CMU y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.