El material "plástico inteligente" es un paso adelante hacia la robótica y la electrónica blanda y flexible

Un nuevo material similar al plástico puede ser manipulado para ser suave y elástico o duro y rígido con sólo la aplicación de un catalizador y luz visible

21.10.2022 - Estados Unidos

Inspirándose en los seres vivos, desde los árboles hasta los mariscos, los investigadores de la Universidad de Texas en Austin se propusieron crear un plástico muy parecido a muchas formas de vida que es duro y rígido en algunas partes y suave y elástico en otras. Su éxito, que es el primero en utilizar sólo la luz y un catalizador para cambiar propiedades como la dureza y la elasticidad en moléculas del mismo tipo, ha dado lugar a un nuevo material que es 10 veces más duro que el caucho natural y podría conducir a una electrónica y una robótica más flexibles. Los resultados se publican en la revista Science.

University of Texas at Austin

Un nuevo material similar al plástico desarrollado por investigadores de la Universidad de Texas en Austin puede manipularse para que sea blando y elástico o duro y rígido con sólo aplicar un catalizador y luz visible.

"Se trata del primer material de este tipo", afirma Zachariah Page, profesor adjunto de química y autor correspondiente del artículo. "La capacidad de controlar la cristalización, y por tanto las propiedades físicas del material, con la aplicación de la luz es potencialmente transformadora para la electrónica vestible o los actuadores en la robótica blanda".

Los científicos llevan mucho tiempo tratando de imitar las propiedades de las estructuras vivas, como la piel y los músculos, con materiales sintéticos. En los organismos vivos, las estructuras suelen combinar con facilidad atributos como la fuerza y la flexibilidad. Cuando se utiliza una mezcla de diferentes materiales sintéticos para imitar estos atributos, los materiales suelen fallar, deshaciéndose y rasgándose en las uniones entre los diferentes materiales.

A menudo, al juntar materiales, sobre todo si tienen propiedades mecánicas muy diferentes, quieren separarse", explica Page. Page y su equipo pudieron controlar y cambiar la estructura de un material similar al plástico, utilizando la luz para modificar la firmeza o elasticidad del material.

Los químicos empezaron con un monómero, una pequeña molécula que se une a otras similares para formar los bloques de construcción de estructuras más grandes llamadas polímeros que eran similares al polímero que se encuentra en el plástico más utilizado. Después de probar una docena de catalizadores, encontraron uno que, cuando se añadía a su monómero y se le mostraba luz visible, daba lugar a un polímero semicristalino similar a los que se encuentran en el caucho sintético actual. Se formaba un material más duro y rígido en las zonas que tocaba la luz, mientras que las zonas no iluminadas conservaban sus propiedades blandas y elásticas.

Como la sustancia está hecha de un material con propiedades diferentes, era más fuerte y podía estirarse más que la mayoría de los materiales mezclados.

La reacción tiene lugar a temperatura ambiente, el monómero y el catalizador están disponibles en el mercado y los investigadores utilizaron LEDs azules de bajo coste como fuente de luz en el experimento. Además, la reacción tarda menos de una hora y minimiza el uso de residuos peligrosos, lo que hace que el proceso sea rápido, barato, eficiente energéticamente y benigno para el medio ambiente.

Los investigadores intentarán a continuación desarrollar más objetos con el material para seguir probando su utilidad.

"Estamos deseando explorar métodos para aplicar esta química a la fabricación de objetos 3D que contengan componentes duros y blandos", dijo el primer autor Adrian Rylski, estudiante de doctorado de la UT Austin.

El equipo prevé que el material podría utilizarse como base flexible para anclar componentes electrónicos en dispositivos médicos o tecnología portátil. En robótica, los materiales fuertes y flexibles son deseables para mejorar el movimiento y la durabilidad.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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