Un nuevo material desarrollado por ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder puede transformarse en formas complejas y preprogramadas a través de estímulos de luz y temperatura, permitiendo que una forma cuadrada del material se transforme y encaje en un agujero redondo antes de volver a sus forma original.

Este material descrito en una artículo científico publicado en la revista Science Advances, podría tener un gran número de aplicaciones para la fabricación aditiva, robótica, dispositivos biomédicos así como el desarrollo de “músculos” artificiales.

“La capacidad de formar materiales que pueden oscilar repetidamente entre dos formas independientes al exponerlas a la luz abrirá una amplia gama de nuevas aplicaciones y enfoques en áreas como las fabricación aditiva, la robótica o los biomateriales”, explica Chirstopher Bowman, autor senior del nuevo estudio, y profesor en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica de CU Boulder (CHBE). 3

Anteriores intentos han utilizado una variedad de mecanismos físicos para alterar el tamaño, la forma o la textura de un objeto con estímulos programables. Sin embargo, dichos materiales han sido históricamente limitados en tamaño o extensión y los cambios del estado del objeto han demostrado ser difíciles de invertir por completo.

El nuevo material logra transformaciones bidireccionales fácilmente programables a nivel macroscópico mediante el uso de un elastómero de cristal líquido (LCE), la misma tecnología que subyace en las pantallas de televisión modernas. La disposición molecular única de los LCE los hace susceptibles al cambio dinámico a través de la luz y el calor.

Los investigadores instalaron un “activador” de la luz en las redes del LCE pudiendo establecer una alineación molecular de antemano exponiendo el objeto a unas longitudes de onda particulares. Este “disparador” permanece inactivo hasta que se expone a unos estímulos de calor determinados. Por ejemplo, una programación del material en una forma de cisne de origami hecho a mano podría permanecer pefectemante doblado a temperatura ambiente. Cuando el material se caliente a 200 grados Fahrenheit (+90ºC), el cisne se transforma en una hoja plana. Más tarde, y a medida que se enfríe a temperatura ambiente, gradualmente recuperará su forma de cisne preprogramada.

La capacidad de cambiar y luego volver a cambiar ofrece a este nuevo material una amplia gama de posibles usos en múltiples aplicaciones, especialmente para futuros dispositivos biomédicos que podrían ser más flexibles y adaptables que nunca.

Créditos imagen y video: BOWMAN LAB / UNIVERSITY OF COLORADO BOULDER