Prodigioso aerogel permite crear manos biónicas más realistas

Suraj Donthula et al. / Chemistry of Materials, 2017

Un equipo de Missouri University of Science and Technology ha desarrollado un nuevo tipo de aerogel elástico con efecto de retención de la forma. Este material permite crear una mano biónica que puede asir objetos de distintos tamaños. Los detalles del proyecto han sido publicados en el journal Chemistry of Materials.

Los aerogeles se diferencian de los geles comunes en tener una fase líquida compuesta por gas. El resultado final es una estructura que consiste en una carcasa de fase dura cuyos poros se llenan con aire. Este material tiene la ventaja de presentar una baja densidad y a la vez, una gran dureza. 

Los aerogeles flexibles son un tipo de material conocido entre los químicos, del mismo modo que lo son los polímeros con efecto de retención de forma, pero los investigadores del proyecto de la mano biónica han decidido crear un nuevo material, que reúne ambas características. El poliuretano fue elegido como material de base y sobre él se elaboró una configuración óptima probando algunas muestras que contenían diversas medidas de monómeros

Debido a esto, la temperatura de la transición vítrea, bajo la cual el polímero se endurece y se vuelve quebradizo, oscila entre los 30 a 70 °C dependiendo de la composición. Más arriba de esta temperatura, los polímeros se comportan como goma, mientras que a temperaturas más bajas, su elasticidad disminuye en mil veces. 

El aerogel vuelve a su temperatura original luego de calentarse a temperatura de ambiente. 
Suraj Donthula et al. / Chemistry of Materials, 2017

Inicialmente, las muestras del material tenían forma rectangular. Después de ser dobladas a temperatura de ambiente, la forma retornaba en algunos segundos. Los investigadores comprobaron el efecto de retención de la forma con el siguiente experimento: calentaron una lámina rectangular de aerogel a una temperatura mayor a la transición vítrea; seguidamente, se la retorció. Inmediatamente después, la lámina fue colocada en nitrógeno líquido para endurecerse. Transcurridos 16 minutos, la muestra fue calentada a temperatura de ambiente y recuperó su forma original. 

Mano biónica agarrando un lapicero al después de restablecer su posición original. 
Suraj Donthula et al. / Chemistry of Materials, 2017

Para hacer una demostración de las aplicaciones prácticas del nuevo material, los científicos crearon una mano biónica con él. El diseño resultante repite el movimiento de los músculos de la mano y puede asir objetos al calentarse a temperatura de ambiente. Los investigadores consideran que el material tiene varias características a la vez: bajo peso, elasticidad y efecto de retención de la forma. Todo ello representa un gran potencial de aplicación en biológica y técnica, como por ejemplo, construir paneles que se despliegan con los rayos del sol. 

Gregory Kopiev

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