Un equipo de físicos han logrado crear un pequeño exoesqueleto robótico del tamaño de una célula humana y que se cree podría ser impulsado utilizando electrónica. Entre las características que muestra este exoesqueleto están el ser sensible a los cambios en la temperatura o composición química de su entorno y cambiar su forma en respuesta a los cambios percibidos. Algo así como un camaleón y un Transformer al mismo tiempo.

Científicos de la Universidad de Cornell lograron esta hazaña al crear el exoesqueleto en base a la modificación de un motor «bimorfo», compuesto de dos sustancias: grafeno y vidrio. Al aplicársele calor, el «bimorfo» puede doblarse físicamente. Esto puede deberse a que el grafeno y el vidrio no responden de la misma forma a la misma temperatura, por lo que el calor los hace expandirse a diferentes velocidades, lo que causa que su forma cambie.

El coautor del Itai Cohen, coautor del estudio, Profesor de Physical Science y Director del Kavli Institute en Cornell for Nanoscale Science dijo en un comunicado de prensa:

En este momento, puedes hacer pequeños chips de computadora que procesan mucha información… pero no saben cómo moverse o hacer que algo se doble. Estamos tratando de construir lo que podríamos llamar un ‘exoesqueleto’ para la electrónica. Podrías poner el poder computacional de la nave espacial Voyager en un objeto del tamaño de una célula. Entonces, ¿a dónde vas a explorar?”

Pero no solo responde a cambios de temperatura, también lo hace a las reacciones químicas. El «bimorfo» responde a estímulos químicos empujando iones grandes en el vidrio altamente reactivo en su borde externo. Al ser su motor es muy pequeño, el borde externo en realidad comprende la mayor parte del vidrio.

Lo que permite que el «bimorfo» se pliegue de muchas formas se debe a que los investigadores incorporaron paneles planos estratégicamente colocados para no doblarse. Esto permite manipular donde puede y donde no puede doblarse. Debido a esto el «bimorfo» consigue realizar pliegues a si mismo en un cualquier cantidad de formas.

Bimorfos de grafeno y vidrio. Crédito: Universidad de Cornell

Los bimorfos que están produciendo son los más delgados jamás creados; uno de ellos es del tamaño de tres glóbulos rojos cuando se dobla, según el comunicado de prensa. Eso es más pequeño que una neurona, o aproximadamente un quinto del ancho de un solo cabello humano. La única tecnología comparable es un chip de computadora moderno.

El equipo de investigadores esperan que este descubrimiento se convierta en el futuro de la nano-robótica. El bimorfo posee las increíbles propiedades del grafeno como la gran fuerza y resistencia, por lo que su exoesqueleto capaz de transformarse podría ser muy resistente y duradero.

«Nuestros dispositivos son compatibles con la fabricación de semiconductores», dijo Cohen. «Eso es lo que hace que esto sea compatible con nuestra visión futura de la robótica a esta escala».

«En este momento, no hay ‘músculos’ para máquinas de pequeña escala», dijo, «así que estamos construyendo los músculos a pequeña escala».

Los bimorfos de vidrio de grafeno pueden tomar múltiples formas, como se puede ver en la imagen. Crédito: Universidad de Cornell

El estudio científico ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.