El investigador con su hijo y el nuevo material

El investigador con su hijo y el nuevo material Amber Trinity College Dublin

Investigación Materiales

Ésta es la plastilina sensible que detecta la pisada de una araña

Investigadores irlandeses mezclan grafeno y una masilla de juguete para crear un nuevo material extraordinariamente sensor. 

Si existiera el famoso Q, encargado de equipar a James Bond con los más insólitos artefactos tecnológicos, tal vez podría anunciar a su agente más célebre su último avance: una masilla capaz de detectar cada pisada de una minúscula araña. Sería trabajo de los guionistas imaginar para qué diablos querría el agente 007 detectar las pisadas de una araña.

Pero lo sorprendente es que el material ya existe en la realidad. Sus artífices, del Centro de Materiales Avanzados e Investigación en Bioingeniería (AMBER) del Trinity College de Dublín (Irlanda), no lo han desarrollado precisamente para una aplicación tan estrambótica, pero realmente sí, es capaz de detectar las pisadas de una araña.

Tan peculiar invención tiene un doble origen. Por un lado, en la Segunda Guerra Mundial. Cuando en 1942 Japón invadió los países productores de caucho del sureste asiático, una catástrofe se avecinaba para los aliados: se iban a quedar sin goma. Estados Unidos lanzó entonces una investigación destinada a encontrar sustitutos sintéticos. Durante aquel empeño, dos químicos, cada uno por su lado, mezclaron aceite de silicona con ácido bórico, obteniendo un material muy extraño: una masa que rebotaba como la goma, pero que se partía en pedazos al golpearla con un martillo, y que en reposo acababa fundiéndose en un líquido viscoso capaz de escapar por cualquier pequeño orificio.

Como sustituto de la goma, aquel material, técnicamente un fluido no newtoniano, era un completo desastre. Pero resultó ser un error muy rentable para un astuto consultor de márketing llamado Peter Hodgson que le vio un enorme potencial como juguete. Y no se equivocó. Mientras sus inventores se enzarzaban en una pugna por la patente, Hodgson le puso un nombre pegadizo, Silly Putty, lanzó una gran campaña publicitaria y se hizo millonario comercializándolo. Hoy la marca pertenece a la compañía Crayola, más conocida por sus lápices de cera. Cada año se venden en todo el mundo millones de huevos de plástico rellenos de esta particular masa fluida.

El segundo origen de la invención está en el grafeno, un material avanzado cuya caracterización en 2004 valió un Nobel para sus dos descubridores, Andre Geim y Konstantin Novoselov. El grafeno es básicamente una capa de grafito en 2D; como las minas de los lápices, pero con un grosor de un solo átomo de carbono. Sus interesantes propiedades, como su conductividad eléctrica y su alta resistencia, lo han convertido en uno de los nuevos materiales más prometedores, con múltiples aplicaciones en electrónica y otros campos.

Juegos de laboratorio

El Q de esta historia es Jonathan Coleman, investigador del AMBER y profesor de química física del Trinity College. Coleman se dedica a producir y estudiar nuevos materiales bidimensionales con posibles aplicaciones en la fabricación de artefactos tales como sensores o baterías. Aunque en el caso de la nueva masilla, y según cuenta Coleman a El ESPAÑOL, el mérito de la idea corresponde a su becario: "Mi estudiante, Conor Boland, estaba jugueteando, y se le ocurrió que molaría mezclar grafeno y Silly Putty".

Pero naturalmente, cuando los científicos juguetean, lo hacen con una motivación bien razonada: lo que cada uno de los dos materiales podía aportar al otro sugería que el producto final podía tener, confirma Coleman, "unas propiedades muy interesantes". Según explica el investigador, el grafeno hace que la masa conduzca la electricidad, mientras que el Silly Putty "es suficientemente blando para dejar que el grafeno se mueva, ya que normalmente se queda rígido por el tipo de polímeros duros empleados en la investigación de materiales compuestos". El resultado, prosigue Coleman, es que las propiedades eléctricas de lo que han decidido llamar G-putty cambian enormemente cuando el material se deforma y cuando después regresa a su conformación original.

Según publican los investigadores en la revista Science, este cambio de la resistencia eléctrica cuando la masilla se deforma es lo que convierte al G-putty en un maravilloso sensor. "Puedes monitorizar la deformación midiendo la resistencia, por lo que tienes un sensor de tensión, presión, deformación, impacto...", detalla Coleman. Y su sensibilidad es casi increíble, cientos de veces mayor que los sensores actuales: es capaz de detectar el latido cardíaco, la respiración o el pulso simplemente a través de la piel. Y por supuesto, también cada pisada individual de una pequeña araña caminando sobre la masilla.

Como es lógico, el caso de la araña es una demostración del enorme poder del G-putty como sensor, pero sus aplicaciones tecnológicas pueden ser mucho más provechosas. En especial, Coleman piensa en sus posibles usos para la medicina, donde el nuevo material podría traducirse en biosensores para funciones que aún no están adecuadamente logradas.

El investigador pone un ejemplo: "Actualmente no existe una solución buena y barata para medir la presión sanguínea de forma continua, y este sensor puede hacerlo", apunta Coleman. "Pensamos que podría incorporarse a una pulsera para medir el pulso y la presión sanguínea de forma constante y así hacer un seguimiento del estado de salud, lo que sería un importante objetivo médico". Al fin y al cabo, incluso James Bond necesita cuidado médico de vez en cuando.