[La integración hombre-máquina, más cerca: un robot prueba tejido que se implantará en humanos]

Un equipo de investigación de la Universidad de Texas en Austin se ha inspirado en los seres vivos para crear este nuevo material 10 veces más resistente que el caucho natural y que podría servir en aparatos electrónicos y robots más flexibles y adaptables. El polímero puede volverse duro con la luz o permanecer blando allí donde la iluminación no le alcanza.

Inspirados en animales como los mariscos, el equipo se propuso crear un plástico que fuera duro en determinadas circunstancias, pero blando y maleable en otras. Han publicado sus resultados en la revista científica Science. "La capacidad de controlar la cristalización y, por lo tanto, las propiedades físicas del material, con la aplicación de la luz, es potencialmente transformadora para la electrónica portátil o los actuadores en la robótica blanda" ha dijo Zachariah Page, profesor asistente de química en UT Austin y autor responsable del artículo.

Flexible y duro

La tecnología y la ciencia aún sueñan con replicar muchas de las cualidades creadas por la naturaleza. La piel y los músculos de los animales son un buen ejemplo de sistema complejo al que aspiran los investigadores por su dualidad entre flexibilidad y dureza cuando se plantean crear nuevas máquinas.

Sin embargo, cuando se aplican los materiales sintéticos para construir robots con distintas capacidades, éstos tienden a fallar y romperse. "A menudo, cuando se juntan materiales, particularmente si tienen propiedades mecánicas muy diferentes, quieren separarse", dijo Page. 

Mujer haciendo yoga Wesley Tingey en Unsplash Omicrono

Cuando se piensa en un plástico, es posible imaginarse un material duro o flexible, pero difícilmente ambas cualidades se dan en uno solo. Hasta ahora. El nuevo material nacido de los laboratorios de Austin, transforma sus cualidades según se expone a la luz, cristlizándose o endureciéndose solo en las partes que reciben la luz. 

Ante esta cualidad doble, el equipo prevé que el material podría usarse como base flexible para anclar componentes electrónicos en dispositivos médicos portátil. Por otro lado, en robótica, este tipo de materiales fuertes y flexibles son interesantes para aportar más capacidad de movimiento y durabilidad a la máquina.

Cómo se consigue

El equipo de investigación parte de un monómero, una pequeña molécula que se une a otras similares para formar un polímero. Llegaron a probar con una docena de catalizadores, hasta dar con el adecuado para unirlo al monómero. Al exponer la mezcla a la luz visible crea un polímero semicristalino similar al que se usa en cauchos sintéticos.

Experimento de plástico elástico Universidad de Texas en Austin Omicrono

El polímero semicristalino presenta dos versiones: una más dura y rígida en las áreas iluminadas por la luz LED y una versión suave y elástica en las áreas no iluminadas. "Debido a que la sustancia está hecha de un material con diferentes propiedades, era más fuerte y podía estirarse más que la mayoría de los materiales mixtos", explica la universidad.

En las muestras integradas con el artículo científico se puede ver como estiran una banda manteniendo ciertas partes iluminadas. En algunos casos ha jugado con las formas creando logos o dibujos e iluminándolos para probarlos y compararlo con la parte que los rodea.

Barato y rápido

No hayque dejarse intimidar por este proceso y términos técnicos, la reacción química y sus componentes son más simples y alcanzables de lo que puede parecer. La reacción se produce a temperatura ambiente, utilizando iluminación LED azul que se puede adquirir  a un bajo coste como el monómero y catalizador que están disponibles comercialmente. Esto significa que la fabricación de este material no supone un alto coste y puede estar al alcance de otros investigadores que quieran usarlo en sus máquinas. 

Logo de ZAP elástico expuesto a la luz Universidad de Texas en Austin Omicrono

Otro punto positivo es que la reacción es relativamente rápida, duran menos de una hora y se minimiza el uso de desechos peligrosos. "El proceso es rápido, económico, energéticamente eficiente y ambientalmente benigno", asegura la Universidad en el comunicado.

Después de este hallazgo, es el momento de poner a prueba el nuevo material en diferentes sistemas. "Esperamos explorar métodos donde aplicar esta química para hacer objetos 3D que contengan componentes duros y blandos", dijo el primer autor Adrian Rylski, estudiante de doctorado en UT Austin.

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