Los científicos de la Universidad de Rice han creado un material gomoso que cambia de forma y se transforma de una forma sofisticada a otra a pedido.
Las formas programadas en un polímero por el científico de materiales Rafael Verduzco y el estudiante graduado Morgan Barnes aparecen en condiciones ambientales y se derriten cuando se aplica calor. El proceso también funciona en reversa.
La operación suave oculta una batalla a nanoescala, donde los cristales líquidos y el elastómero en el que están incrustados luchan por el control. Cuando se enfría, la forma programada en los cristales líquidos domina, pero cuando se calienta, los cristales se relajan dentro del cauchoelastómero en forma de banda, como hielo derritiéndose en agua.
En la mayoría de las muestras que Barnes ha hecho hasta ahora, incluida una cara, un logotipo de Rice, un bloque de Lego y una rosa, el material adquiere su forma compleja a temperatura ambiente, pero cuando se calienta a una temperatura de transición de aproximadamente80 grados Celsius 176 grados Fahrenheit, se derrumba en una hoja plana. Cuando se quita el calor, las formas vuelven a aparecer en un par de minutos.
Tan imaginativo como parece, el material es prometedor para robots blandos que imitan organismos y en aplicaciones biomédicas que requieren materiales que toman formas preprogramadas a la temperatura corporal.
La investigación se describe en la revista Royal Society of Chemistry Materia suave .
"Estos están hechos con química de dos pasos que se ha hecho durante mucho tiempo", dijo Verduzco, profesor de ingeniería química y biomolecular y de ciencia de materiales y nanoingeniería. "La gente se ha centrado en modelar cristales líquidos, pero no teníanNo pensé en cómo estas dos redes interactúan entre sí.
"Pensamos que si podíamos optimizar el equilibrio entre las redes, hacerlas no demasiado rígidas ni demasiado suaves, podríamos obtener estos sofisticados cambios de forma".
El estado del cristal líquido es más fácil de programar, dijo. Una vez que el material se moldea en un molde, cinco minutos de curado bajo luz ultravioleta establece el orden cristalino. Barnes también hizo muestras que cambian entre dos formas.
"En lugar de simples cambios de forma uniaxiales, donde tienes algo que se alarga y contrae, podemos tener algo que va de una forma 2D a una forma 3D, o de una forma 3D a otra forma 3D", dijo.
El próximo objetivo del laboratorio es reducir la temperatura de transición. "La activación a la temperatura corporal nos abre a muchas más aplicaciones", dijo Barnes. Dijo que los botones táctiles de teléfonos inteligentes que aparecen cuando se tocan o el texto en braille reactivo para los discapacitados visuales están dentroalcanzar.
También le gustaría desarrollar una variante que reaccione a la luz en lugar de al calor. "Queremos que sea fotosensible", dijo Barnes. "En lugar de calentar toda la muestra, puede activar solo la parte del líquidoelastómero de cristal que desea controlar. Esa sería una forma mucho más fácil de controlar un robot blando ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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