Imagine un avión que podría alterar la forma de sus alas en pleno vuelo y, como un pelícano, zambullirse en el agua antes de transformarse en un submarino. El profesor de ingeniería de la Universidad de Cornell, Rob Shepherd, y su grupo podrían ayudar a hacer realidad ese vehículo de sonido futurista.
La clave es un material híbrido con metal rígido y espuma de goma suave y porosa que combina las mejores propiedades de ambos: rigidez cuando se requiere y elasticidad cuando se requiere un cambio de forma. El material también tiene la capacidad de autoabastecerse.-sanar después del daño.
"Es algo así como nosotros: tenemos un esqueleto, además de músculos y piel suaves", dijo Shepherd. "Desafortunadamente, ese esqueleto limita nuestra capacidad de cambiar de forma, a diferencia de un pulpo, que no tiene un esqueleto".
La idea combina la rigidez y la capacidad de carga de los humanos con la capacidad de alterar drásticamente la forma, como un pulpo.
"De eso se trata esta idea, tener un esqueleto cuando lo necesites, derretirlo cuando no lo necesites y luego reformarlo", dijo Shepherd.
Este material híbrido combina una aleación suave llamada metal de Field con una espuma de silicona porosa. Además de su bajo punto de fusión de 144 grados Fahrenheit, se eligió el metal de Field porque, a diferencia de las aleaciones similares, no contiene plomo.
"En general, queremos que las cosas que hacemos en este laboratorio sean biocompatibles", dijo Ilse Van Meerbeek, una estudiante graduada en el campo de la ingeniería mecánica y colaboradora del artículo.
La espuma de elastómero se sumerge en el metal fundido, luego se coloca al vacío para que el aire en los poros de la espuma se elimine y se reemplace por la aleación. La espuma tenía un tamaño de poro de aproximadamente 2 milímetros; eso se puede ajustar para crear unmás rígido o un material más flexible.
Al probar su resistencia y elasticidad, el material mostró una capacidad de deformarse cuando se calienta por encima de 144 grados, recuperar rigidez cuando se enfría y luego volver a su forma y resistencia originales cuando se recalienta.
"A veces quieres que un robot, o cualquier máquina, sea rígido", dijo Shepherd, cuyo grupo publicó recientemente un artículo sobre la piel electroluminiscente, que también tiene aplicaciones en robótica suave.
"Pero cuando los haces rígidos, no pueden transformar su forma muy bien. Y para darle a un robot blando ambas capacidades, para poder transformar su estructura pero también para ser rígido y soportar carga, eso es lo que hace este material"
El trabajo de su grupo ha sido publicado en Materiales avanzados y será la historia de portada en un próximo número de la edición impresa de la revista.
El trabajo fue apoyado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU., La Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Alfred P. Sloan.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Daryl Lovell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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