Nuevo material blando para circuitos electrónicos de autocuración y para robots blandos

Se utilizó un nuevo material en un robot caracol simple, pero algún día podría crear sistemas nerviosos artificiales para máquinas más complejas.

A veces, la ciencia avanza a paso de tortuga, pero en este caso eso es algo bueno: investigadores han creado un material blando que combina polímeros con metal líquido, demostrado en un robot con forma de caracol.

Los desarrolladores dicen que este gel eléctricamente conductor podría usarse para fabricar circuitos electrónicos de autocuración y monitores biológicos para medir la actividad cardíaca y muscular, y tal vez incluso conducir a sistemas nerviosos robóticos.

La sustancia compuesta es elástica y blanda como un tejido vivo.

Si se rompe o se rasga, los bordes se pueden tocar y los enlaces moleculares del material se vuelven a formar rápidamente sin ningún tratamiento químico o térmico adicional.

Y lo más importante, dicen sus desarrolladores, es el primer material de este tipo que también conduce la electricidad.

Estas capacidades podrían dar lugar a monitores médicos sin cables, así como a robots completamente blandos.

“Para mi investigación, una cosa que es realmente importante es: ‘¿Cómo se ponen múltiples funciones en un solo material?’“, dice Lillian Chin, quien desarrolla componentes robóticos blandos como parte de su propia investigación en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Los robots de cuerpo blando existentes, dice, a menudo requieren al menos algunos metales rígidos y componentes de silicio. Pero los tejidos vivos blandos y flexibles pueden realizar múltiples tareas.

Los músculos, señala Chin, mueven nuestros cuerpos y proporcionan retroalimentación eléctrica sobre ese movimiento a nuestros cerebros.

Para construir una sustancia artificial multitarea, los investigadores comenzaron con una maraña de largas cadenas de polímero empapadas en un solvente para mantenerlas flexibles, luego mezclaron cuidadosamente gotas microscópicas de metal líquido de galio-indio, así como pequeñas escamas de plata.

Esto produjo un gel de baja densidad salpicado de metales conductores, a través del cual puede fluir suficiente electricidad para, por ejemplo, alimentar un motor.

Los investigadores utilizaron su nuevo material para conectar motores a fuentes de energía en dos máquinas básicas: un robot blando con forma de caracol y un automóvil de juguete.

La capacidad de autorreparación del material ayudó a que estos circuitos simples resistieran el desgaste y se reconfiguraran fácilmente.

Por ejemplo, el equipo cortó los “cables” de gel que transportan energía del automóvil y cambió sus conexiones para alimentar tanto el movimiento como una pequeña luz montada en el chasis.

El caracol “ilustra una posibilidad de usar estos materiales como, básicamente, un tejido nervioso artificial para robots blandos“, dice el ingeniero mecánico de la Universidad Carnegie Mellon, Carmel Majidi, autor principal del estudio.

Pero los bots verdaderamente multifuncionales requerirán usos más complejos del nuevo material.

“En la práctica, nos gustaría tener capacidades de impresión digital para poder hacer circuitos mucho más complejos que puedan interactuar con chips microelectrónicos, así como otros tipos de componentes que realmente podríamos usar en aplicaciones de robótica y electrónica más sofisticadas”, dice Majidi.

Fuente: Scientific American