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Material inspirado en Lobezno ayudaría a robots a auto-repararse

Nuevo material permitiría a robots auto-repararse
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29/12/2016 - 02:07

La auto-reparación es una habilidad cada vez más común en el mundo de los nuevos materiales, con una amplia gama de geles y polímeros potencialmente prestando su talento a circuitos electrónicos, pinturas e incluso cascos de nave espacial.

Ahora, un grupo de investigadores ha desarrollado un material elástico, transparente que no sólo puede repararse, sino actuar como un conductor iónico, abriendo la posibilidad de la auto-reparación de músculos artificiales.

Aparentemente inspirado por Lobezno, el personaje de Marvel con poderes de curación acelerados, el nuevo proyecto se basa en el trabajo de un equipo de Harvard de hace unos años.

El equipo, que incluyó a Christoph Keplinger, uno de los autores del estudio actual, desarrolló un altavoz flexible y elástico alimentado por conductores iónicos.

Además de comunicar una carga eléctrica a través de iones en lugar de electrones, los materiales eran transparentes y podían estirarse hasta varias veces su longitud original sin pérdida de función.

Pero la auto-reparación es un truco nuevo para los conductores iónicos, ya que las reacciones electroquímicas observadas en la conducción normalmente debilitarían los enlaces entre las moléculas de un polímero auto-cicatrizante.

Los investigadores afirman que su material es el primer conductor iónico que es transparente, estirable y autocurativo.

Diseñan el primer robot blando completamente autónomo.

"Crear un material con todas estas propiedades ha sido un rompecabezas durante años", dice Chao Wang, otro autor del artículo. "Lo hicimos y ahora estamos empezando a explorar las aplicaciones".

El equipo superó la incompatibilidad de la auto-reparación y la conducción haciendo uso de un mecanismo conocido como interacción ión-dipolo. Wang y el equipo usaron un polímero polar, lo que significa que sus moléculas tienen una carga positiva y negativa, y la combinaron con una sal de alta fuerza iónica, lo que permite al material mantener sus enlaces moleculares incluso cuando se somete a reacciones electroquímicas.

El resultado es un material que puede ser estirado a 50 veces su tamaño habitual y puede curarse completamente dentro de 24 horas después de ser cortado, sin daños duraderos o pérdida de rendimiento.

Material estirable

Sólo toma cinco minutos para que el material se repare lo suficiente como para ser estirado hasta aproximadamente el doble de su longitud normal, y a diferencia de otros materiales, no necesita ninguna estimulación externa para activar el proceso: ocurre natural y efectivamente a temperatura ambiente.

El equipo entonces puso el material a prueba en un actuador de elastómero dieléctrico, o un músculo artificial. Compuesto de una membrana transparente no conductora intercalada entre dos capas del nuevo material, estos músculos artificiales se mueven respondiendo a las señales eléctricas, al igual que sus homólogos naturales.

Como demostraron los investigadores, el músculo artificial podría ser cortado en dos pedazos y se reparada a su estado original, funcionando tan bien como antes de la lesión.

Además de las ventajas que ofrece para músculos artificiales, los investigadores creen que su material, que es relativamente barato y fácil de hacer, podría ser utilizado para construir mejores biosensores para la vigilancia médica y medioambiental, baterías de más larga vida e incluso robots de auto-reparación.

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