Solchi calcolati fanno arrotolare la pasta piatta in cottura

Una sfoglia piatta di semola e acqua, con una serie di scanalature impresse su un lato, che in acqua bollente si arrotola a elica, si chiude ad anello o si piega a sella. È il risultato descritto in Morphing pasta and beyond, lo studio pubblicato su Science Advances il 5 maggio 2021 da un gruppo guidato da Lining Yao, allora direttrice del Morphing Matter Lab della Carnegie Mellon University e dal 2024 docente alla UC Berkeley, con ricercatori della Syracuse University e della Zhejiang University. Il lavoro è tornato a circolare perché la rivista Science lo ha rilanciato sui propri canali social per il National Pasta Day del 17 ottobre.

Si tratta di uno studio sottoposto a revisione paritaria, basato su esperimenti di laboratorio e simulazioni al computer. La pasta è stata preparata a mano e incisa con stampi prodotti in 3D, e il paper non presenta un prodotto industriale. Gli autori stimano che la versione piatta ridurrebbe lo spazio negli imballaggi tra il 59% e l'86%, una cifra ricavata da calcoli sui volumi delle forme realizzate in laboratorio e non da prove su una linea di confezionamento.

Come una scanalatura decide la forma in pentola

Il principio è la diffusione dell'acqua. In cottura la pasta assorbe acqua e si gonfia, e i rilievi compresi tra un solco e l'altro si idratano al centro più lentamente rispetto alle superfici esposte. Il lato inciso finisce così per espandersi meno di quello liscio e la sfoglia si curva. Contano larghezza, profondità, distanza e inclinazione delle pareti dei solchi, misure che nello studio stanno tra il micrometro e il millimetro, su sfoglie spesse 2 mm. La curvatura massima cresce quando solchi, distanze e spessore di base diminuiscono, fino al punto in cui i solchi vicini si toccano e bloccano la piegatura.

Il gruppo aveva già ottenuto forme simili nel 2019, ma per tentativi. La novità del 2021 è un modello. I ricercatori hanno prima studiato strisce di PDMS, un silicone usato come materiale di riferimento nelle prove di rigonfiamento, e hanno verificato che lo stesso modello di gel polimerico descrive anche l'impasto. Da qui due regole di progetto. Solchi paralleli producono eliche, come un fusillo lungo; solchi radiali producono tronchi di cono, come anelli e ali. Incidendo entrambe le facce con solchi incrociati si ottengono anche selle e torsioni, superfici che non si possono ricavare piegando un foglio senza deformarlo.

Nel silicone la piegatura è temporanea, perché a rigonfiamento completo la striscia torna piatta. Nella pasta invece la forma resta. Quando i solchi si chiudono, l'amilopectina che fuoriesce dai granuli di amido incolla le pareti a contatto, e la denaturazione del glutine fa il resto. Dopo due ore in acqua a 90 °C la curvatura si è ridotta solo del 20%. In acqua bollente la pasta ha raggiunto la piegatura massima in 7-12 minuti, i tempi di una cottura al dente.

Cosa manca perché arrivi sugli scaffali

I limiti li elencano gli stessi autori. Il modello geometrico non basta a prevedere fino in fondo la forma finale di eliche e coni. Le simulazioni trattano l'impasto come una rete polimerica ideale, mentre la pasta è una miscela di acqua, amido, glutine, fibre e grassi con un comportamento meccanico molto più complesso. Le forme a doppia faccia, infine, sono dimostrazioni di principio. Il paper non contiene prove sensoriali, e i giudizi su sapore e consistenza circolati all'epoca vengono da dichiarazioni dei ricercatori. Lo stesso vale per l'ipotesi di cotture più brevi e quindi di minor consumo di energia, avanzata nel comunicato dell'università ma non misurata nello studio.

Sul passaggio all'industria, il coautore Wen Wang ha indicato alla testata di settore Packaging Insights due ostacoli, cioè progettare macchinari che incidano l'impasto su larga scala con precisione e un mercato in cui l'aspetto della pasta pesa molto sulla scelta. La tecnica è protetta dal brevetto statunitense US 12,225,924, concesso a Carnegie Mellon nel febbraio 2025, che rivendica il metodo di incisione per materiali omogenei che cambiano forma in acqua, senza limitarlo agli alimenti. Non risultano finora prodotti in commercio né accordi industriali annunciati. Secondo gli autori il meccanismo funziona con qualsiasi materiale che si gonfia a contatto con un liquido, dai gel alimentari ai materiali programmabili che cambiano forma, e il gruppo ne ha indicato possibili usi nella robotica soffice e nei dispositivi biomedici.