Crean material cuya dureza, elasticidad y resistencia se puede controlar mediante luz

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El material ‘plástico inteligente’ es un paso adelante hacia la robótica y la electrónica blandas y flexibles.

Inspirándose en los seres vivos, desde árboles hasta mariscos, 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 algunos lugares y blando y elástico en otros.

Su éxito, el primero que utiliza solo 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 resistente que el caucho natural y podría dar lugar a componentes electrónicos y electrónicos más flexibles en robótica

“Este es el primer material de este tipo”, dijo Zachariah Page, profesor asistente de química y autor correspondiente del artículo.

“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“.

Los científicos han buscado durante mucho tiempo 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 a menudo fallan, se separan y se rompen en las uniones entre los diferentes materiales.

A menudo, cuando se juntan materiales, particularmente si tienen propiedades mecánicas muy diferentes, quieren separarse”, dijo Page.

Page y su equipo pudieron controlar y cambiar la estructura de un material similar al plástico, utilizando luz para alterar la firmeza o elasticidad del material.

Los químicos comenzaron con un monómero, una pequeña molécula que se une a otras similares para formar los componentes básicos de estructuras más grandes llamadas polímeros que eran similares al polímero que se encuentra en el plástico más comúnmente utilizado.

Después de probar una docena de catalizadores, encontraron uno que, cuando se agregaba a su monómero y se mostraba con luz visible, daba como resultado un polímero semicristalino similar a los que se encuentran en el caucho sintético existente.

Se formó un material más duro y rígido en las áreas tocadas por la luz, mientras que las áreas no iluminadas conservaron sus propiedades blandas y elásticas.

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.

La reacción tiene lugar a temperatura ambiente, el monómero y el catalizador están disponibles comercialmente, y los investigadores utilizaron LED azules económicos como fuente de luz en el experimento.

La reacción también toma menos de una hora y minimiza el uso de cualquier desecho peligroso, lo que hace que el proceso sea rápido, económico, energéticamente eficiente y ambientalmente benigno.

A continuación, los investigadores buscarán desarrollar más objetos con el material para continuar probando su usabilidad.

“Esperamos explorar métodos para 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.

El equipo prevé que el material podría usarse como una 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.

Fuente: UT News