Investigadores de Taiwán han desarrollado un gel elástico y autorreparable que cambia de color cuando se estira o se calienta. Combina resistencia y sensores integrados en un solo material que podría tener interesantes aplicaciones en dispositivos portátiles y robótica blanda.
En resumen, el nuevo material puede considerarse como un material de goma inteligente que le indica cuándo está sometido a tensión cambiando literalmente de color. Este avance es importante porque la mayoría de los materiales blandos o elásticos se estiran bien pero se rompen con facilidad, o bien son resistentes pero no se autorreparan ni detectan la tensión.
Sin embargo, este nuevo gel consigue combinar resistencia, capacidad de autorreparación y sensibilidad en un solo material, lo cual es una hazaña poco común. El secreto de este avance es una inteligente manipulación de su diseño molecular.
Los investigadores utilizaron moléculas entrelazadas mecánicamente llamadas rotaxanos, que son moléculas en forma de anillo que se deslizan a lo largo de una “varilla”. Estas se unen en cadenas margarita con dos rotaxanos unidos entre sí, lo que les permite expandirse/contraerse más como un resorte.
Imagen representativa de un dispositivo electrónico flexible y portátil. Crédito de imagen: David Baillot / UC San Diego Jacobs School of Engineering
Utilizando estos, el equipo también unió una unidad fluorescente especial llamada DPAC a estas moléculas. Cuando se mueve libremente, el DPAC brilla en color naranja, pero cuando se restringe (como cuando se estira o se dobla), el DPAC brilla en color azul.
Así, cuando se tira del gel, los anillos se deslizan y restringen el movimiento del DPAC, haciendo que el gel cambie visiblemente de naranja a azul bajo la luz ultravioleta. Las moléculas entrelazadas se unieron químicamente en un gel de poliuretano reforzado con nanocristales de celulosa (fibras diminutas y resistentes).
Material posee capacidad de autorreparación
La celulosa ayuda al gel a autorrepararse formando enlaces de hidrógeno reversibles a través de la red. Dado que las moléculas deslizantes están integradas en el gel (y no solo mezcladas), su movimiento se acopla directamente con el estiramiento del gel.
Este tipo de material podría resultar muy útil para dispositivos portátiles que monitorizan el estrés y la tensión en tiempo real. El gel también podría tener algunas aplicaciones interesantes en la robótica blanda, donde las piezas deben ser resistentes y receptivas.
Puede utilizarse como piel artificial
En teoría, también podría utilizarse para fabricar piel artificial o implantes biomédicos capaces de detectar y autorrepararse. El gel también podría abrir la puerta a dispositivos electrónicos tolerantes al daño que no fallan de forma repentina, sino que muestran signos visibles de tensión.
En resumen, se trata de un gel inteligente en el que unas diminutas moléculas deslizantes actúan como amortiguadores e indicadores de tensión. Al estirarlo, se repara a sí mismo y se ilumina con un cambio de color que indica el grado de tensión o calentamiento al que está sometido.
Los hallazgos de la investigación titulada “Effective Sliding Motions of Vibration-Induced Emission Stoppers in Mechanically Interlocked Molecules as Artificial Muscle Tougheners and In Situ Molecular Shuttling Sensors for Self-Healable Mechano-Fluorescent Polyurethane Organogels” han sido publicados en la revista Advanced Functional Materials.
¿Te gustó este contenido? Te invito a compartirlo con tus amigos. Síguenos en nuestra Página de Facebook, para recibir a diario nuestras noticias. También puedes unirte a nuestro Grupo Oficial y a nuestra comunidad en Telegram. Y si crees que hacemos un buen trabajo, considera apoyarnos.
Por: CodigoOculto.com
0 comentarios