Los ingenieros que han desarrollado el proyecto buscan la fabricación de materiales de 'autocuración'. “Queríamos desarrollar un sistema inteligente con capacidades de autocuración, materiales de bajo costo y fáciles de encontrar”, explica el investigador de la UCSD Amay Bandodkar, en un comunicado.
Ingenieros de la Universidad de California han creado un material conductor imprimible con capacidades de autorreparación, un descubrimiento que permitirá aplicaciones muy diversas y que podría mejorar circuitos, sensores y hasta crear robots que se reparen solos.
Los ingenieros que han desarrollado el proyecto buscan la fabricación de materiales de 'autocuración'. “Queríamos desarrollar un sistema inteligente con capacidades de autocuración, materiales de bajo costo y fáciles de encontrar”, explica el investigador de la UCSD Amay Bandodkar, en un comunicado.
La tinta de impresión se impregna con micropartículas de neodimio, un metal con fuertes propiedades magnéticas que es muy conductor. Un proceso de fabricación inteligente hace que las tiras funcionen como imanes. Cuando se separan dos piezas, el polo norte permanece cercano al polo sur del otro y esto hace que ambas piezas se atraigan y se unan, pese a parecer rotas.
“La técnica de formulación de autorreparación puede ser aplicada fácilmente para el desarrollo de tintas que contienen otros materiales y se adaptan a una amplia gama de aplicaciones y dispositivos electronicos impresos”, explica el documento de la investigación. Los investigadores, además, estudian crear una batería que se autorregenere, explica Techcrunch.
domingo, 15 de noviembre de 2015
El óxido de grafeno que se mueve como una oruga y coge cosas como una mano
Un equipo de científicos encabezado por Jiuke Mu, de la Universidad Donghua (R.P. China), ha desarrollado un papel en base a óxido de grafeno que puede plegarse por si mismo tomando formas prediseñadas cuando se le expone a la luz o se calienta ligeramente. Estas características del material le permiten “caminar” por una superficie lisa e incluso girar. Las posibles aplicaciones son numerosas, desde sensores a la robótica pasando por músculos artificiales.
Desde que se descubrieron, los llamados materiales activos han tenido que intentar resolver multitud de dificultades para salir de las probetas. Estos materiales poliméricos son poco estables, son difíciles de fabricar y sus condiciones operativas necesitan de un laboratorio especializado. Lo que Mu y sus colaboradores han encontrado es que usando óxido de grafeno todos esos problemas desaparecen. Las propiedades de absorción de luz, mecánicas y elásticas del grafeno se traducen en rápidos tiempos de respuesta, eficiencia en los rendimientos y un comportamiento que se puede controlar a distancia. Por si todo esto fuese poco, el material puede trabajar en condiciones fisiológicas, lo que incrementa el número de aplicaciones potenciales interesantes y rentables.
El funcionamiento no puede ser mas sencillo (como los trucos de magia espectaculares cuando se sabe cómo se hacen). Para producir el efecto de plegado se se forma el “papel” depositando capas de óxido de grafeno – polidopamina (GO-PDA) según un patrón en una base de óxido de grafeno. El GO-PDA contiene agua que absorbe del ambiente. Si estas láminas se iluminan con luz infrarroja o con un láser, el agua se evapora y hace que las láminas se arruguen, plegando el papel en la forma prediseñada en el patrón. Cuando se apaga la luz, el papel reabsorbe el agua y vuelve a quedar plano.
Los investigadores hicieron varias muestras de ejemplo. Así si se le da la forma de una mano se pueden coger cosas; si es un trozo rectangular puede reptar como una oruga con solo encender y apagar la luz.
Como en tantas otras ocasiones la inspiración para este trabajo viene de la naturaleza. Los autores citan el comportamiento de algunas plantas como la Mimosa pudica, que pueden cerrar sus folíolos ante distintos estímulos ambientales, como la inspiración de la idea de intentar simular este comportamiento con materiales artificiales.
Este material ya ha despertado la imaginación de algunos. Ya hay quien visualiza, como Hongzhi Wang, uno de los coautores, ropa inteligente hecha con él que puede cambiar de forma (y estilo) como respuesta a la temperatura corporal, a los cambios ambientales o a cualquier otra estimulación sutil que se le pueda ocurrir a alguien. Otros hablan de paneles solares que adaptan su forma a la radiación que reciben, músculos artificiales para robots, sensores capaz de activar dispositivos de seguridad, etc. La cierto es que este producto viene cargado, como mínimo, de ideas. Referencia:
Jiuke Mu et al (2015) Origami-inspired active graphene-based paper for programmable instant self-folding walking devices Science AdvancesDOI: 10.1126/sciadv.1500533
En los laboratorios del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ya se trabaja en la evolución de la impresión de 3D. Se trata de la impresión 4D, un concepto que supone el futuro de la manufactura de productos y de la fabricación de estructuras para la construcción, compuestos por materiales inteligentes capaces de expandirse, transformarse y responder a los requerimientos de los usuarios.
Esta tecnología es el resultado de la fusión entre las tecnologías de impresión 3D y el desarrollo de materiales inteligentes capaces de responder a estímulos y ensamblarse por sí mismos, explicó el director del Laboratorio de Autoensamblaje del MIT, Skylar Tibbits.
“Depositamos dos materiales en una impresora (3D) multimaterial. Uno de estos materiales se expande 150% al contacto con el agua mientras que el otro material es plástico rígido. Este material tiene la información y es la columna vertebral para que cuando combinas esa información con una fuente de energía, en este caso el agua, se transformará en un producto útil”, dijo en una entrevista el líder de los trabajos en el Laboratorio del MIT en Boston.
Así, por ejemplo, una impresora 3D puede imprimir una figura plana de algunos centímetros de extensión pero al entrar en contacto con el agua, ésta pueda convertirse automáticamente en una mesa o una silla.
Desde el año pasado, en el laboratorio de Autoensamblaje del MIT llegó a conceptualizar la impresión 4D, aunque Tibbits, con estudios profesionales en Arquitectura, Computación y Diseño, se ha dedicado a la investigación de materiales inteligentes durante los últimos siete años.
Para el desarrollo de las investigaciones, los investigadores del Laboratorio del Autoensamblaje han trabajado en conjunto con la firma Stratasys, desarrolladora de impresoras 3D, así como Autodesk, quien desarrolla software de diseño digital.
Las investigaciones aún están en fase de laboratorio por lo que aún podrían pasar un par de años para que se empiecen a realizar pruebas utilitarias en el mundo real mientras que su uso comercial podría tardar aún más, dijo Tibbits.
Lo cierto es que su potencial de aplicaciones abarca desde industrias como la del cuidado para la salud hasta la construcción e incluso en un futuro el mundo podría ver la construcción de edificios que respondan a estímulos como luz, temperatura y condiciones meteorológicas para que adapten automáticamente las condiciones de temperatura o iluminación en su interior.
“Las aplicaciones futuras pueden verse en la medicina, la construcción, en la manufactura o en las industrias de materiales avanzados donde las partes puedan autotransformarse de materias primas hasta estructuras finales sin la necesidad de la intervención humana”, explicó.
Skylar Tibbits reconoce que por separado, tanto la impresión 3D como los materiales inteligentes de por sí ya son un gran avance pero su conjunción crean un potencial revolucionario al abrir un horizonte de creación de productos y estructuras autoarmables e inteligentes desde el material –sin necesidad de añadirles instrumentos electrónicos- y por ejemplo, desarrollar infraestructura de forma rápida y eficiente en lugares de alto riesgo para la construcción.
“La impresión en 3D permite la construcción de estructuras más ligeras y eficientes, pero los materiales inteligentes permiten crear estructuras que, sin la necesidad de dispositivos adicionales, pueden ensamblarse automáticamente en poco tiempo, sin mecanismos fallidos, lo que significa un gran avance en la creación de sistemas inteligentes”, agregó.
