Una coreografia per spiegare la piezoelettricità: Sofia Papa si aggiudica il primo premio del contest internazionale 'Dance your PhD'

Arte e scienza si amalgamano nel progetto di Sofia Papa, dottoranda della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, che trasformato una tesi di dottorato in una coreografia di danza contemporanea

“Di cosa tratta la tua ricerca di dottorato?” è una domanda che molti ricercatrici e ricercatori si sentono fare spesso. Sofia Papa, al terzo anno del PhD in Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, ha risposto con la video-danza ‘PIEZODANCE’, che si è aggiudicata il primo premio assoluto della 18° edizione di ‘Dance your PhD’, il contest internazionale indetto da American Association for the Advancement of Science (AAAS) e dalla rivista Science, e sponsorizzato dalla società di intelligenza artificiale e tecnologia quantistica SandboxAQ, per spiegare l’argomento della propria tesi di dottorato con l’uso di mezzi artistici (la danza, la performance e il video).

La coreografia di danza, creata dalla compagnia Company.Mov, di cui Sofia Papa è membro, ha tradotto in movimento i principi della piezoelettricità, il fenomeno fisico per cui alcuni materiali sono in grado di convertire energia meccanica – una spinta, una pressione, una vibrazione - in elettricità. La coreografia diventa così una metafora visiva in cui arte e scienza si amalgamano per esprimere la fluidità dei materiali attraverso la fluidità dei corpi.

Oltre al primo premio, la performance ‘PIEZODANCE’ si è aggiudicata il premio nella categoria ‘Fisica’.

Il progetto di tesi e lo studio sul chitosano

La tesi di dottorato alla base della performance artistica si concentra sullo studio di materiali polimerici piezoelettrici per la realizzazione di trasduttori a ultrasuoni indossabili stampati. L’obiettivo è sviluppare dispositivi flessibili polimerici che possano funzionare sia da emettitori sia da ricevitori di ultrasuoni, aprendo la strada a nuove applicazioni nel monitoraggio della salute e nei dispositivi biomedicali. Una delle linee di ricerca affrontate da Sofia Papa è lo studio sul chitosano, un materiale bioderivato dal guscio dei granchi e dei gamberetti, che risulta essere piezoelettrico.

“È proprio su questa linea di ricerca che mi sono concentrata per il video. Nonostante la sua origine naturale, il chitosano possiede proprietà piezoelettriche. Lo studio condotto per la mia tesi indaga come i parametri di fabbricazione e i trattamenti successivi influenzino la struttura cristallina dei film di chitosano e quindi la loro risposta piezoelettrica” spiega Sofia Papa.

Non si tratta solo dei materiali. Si tratta di come li modelliamo

Come spiega la voce over che accompagna il video, nella stragrande maggioranza dei casi, la piezoelettricità si trova nei materiali cristallini. In questi casi, gli atomi sono disposti in schemi precisi e ripetitivi. Quando viene applicata una forza, questo equilibrio viene disturbato, le cariche si separano e si forma un campo elettrico. Ma non tutti i materiali piezoelettrici sono cristalli perfetti. Alcuni sono polimeri (materiali semicristallini) con regioni ordinate e regioni disordinate. Questi sono più morbidi, più flessibili e il loro comportamento piezoelettrico è più complesso.

Nella performance, i movimenti delle danzatrici riflettono proprio il comportamento dei materiali: l’ordine e il disordine delle catene polimeriche, la formazione delle diverse forme cristalline e la separazione delle cariche elettriche quando il materiale viene deformato.

Il contest ‘Dance your PhD’

Il concorso Dance Your PhD premia ogni anno video provenienti da università e centri di ricerca di tutto il mondo. Le vincitrici e i vincitori delle diverse categorie disciplinari (chimica, biologia, fisica, scienze sociali e intelligenza artificiale e quantum science) ricevono un premio in denaro e competono per il primo premio assoluto. L’iniziativa rappresenta un esempio originale di comunicazione della scienza, capace di unire rigore scientifico e creatività artistica.