Los investigadores de la Universidad del Estado de Washington han desarrollado un material inteligente único y multifuncional que puede cambiar de forma a partir del calor o la luz y ensamblarse y desmontarse. Presentaron una patente provisional sobre el trabajo.
Esta es la primera vez que los investigadores han podido combinar varias habilidades inteligentes, incluido el comportamiento de memoria de forma, el movimiento activado por la luz y el comportamiento de autocuración, en un solo material. Han publicado su trabajo en Materiales aplicados e interfaces ACS .
El trabajo está dirigido por Michael Kessler, profesor y director de Berry Family y en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales MME de WSU, y Yuzhan Li, científico del personal de MME, en colaboración con Orlando Rios, investigador del Laboratorio Nacional Oak Ridge.
Agregando versatilidad funcional
Los materiales inteligentes que pueden reaccionar a estímulos externos, como la luz o el calor, han sido una novedad interesante y se ven casi mágicos a medida que se pliegan y se despliegan misteriosamente. Tienen una variedad de aplicaciones potenciales, como actuadores, sistemas de administración de medicamentos ydispositivos de autoensamblado. Por ejemplo, los materiales inteligentes podrían cambiar de forma para desplegar un panel solar en un satélite espacial sin necesidad de un dispositivo mecánico alimentado por batería.
Pero los materiales inteligentes no han tenido un uso generalizado porque son difíciles de fabricar y, a menudo, solo pueden realizar una función a la vez. Los investigadores también han tenido problemas para reprocesar el material para que sus propiedades especiales puedan repetirse continuamente.
El equipo de investigación de WSU desarrolló un material que permite múltiples funciones a la vez con potencial para agregar más.
Doblar y desplegar, recordar y sanar
El equipo trabajó con una clase de moléculas de cadena larga, llamadas redes cristalinas líquidas LCN, que proporcionan orden en una dirección y otorgan propiedades únicas al material. Los investigadores aprovecharon la forma en que el material cambia en respuesta al calor para inducirun comportamiento único de cambio de forma de tres vías. Agregaron grupos de átomos que reaccionan a la luz polarizada y utilizaron enlaces químicos dinámicos para mejorar las capacidades de reprocesamiento del material.
"Sabíamos que estas diferentes tecnologías funcionaban de forma independiente e intentamos combinarlas de una manera que fuera compatible", dijo Kessler.
El material resultante reacciona a la luz, puede recordar su forma a medida que se pliega y se despliega y puede curarse solo cuando está dañado. Por ejemplo, un rasguño de la cuchilla de afeitar en el material puede repararse aplicando luz ultravioleta. Los movimientos del material pueden preprogramarse ysus propiedades a medida.
Los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge utilizaron instalaciones en su Centro de Ciencias de Materiales de Nanofase para estudiar los mecanismos responsables de las habilidades únicas del material.
La investigación está en consonancia con los Grandes Desafíos de WSU, un conjunto de iniciativas de investigación dirigidas a grandes problemas sociales. Es particularmente relevante para el desafío de los sistemas inteligentes y su tema de materiales fundacionales y emergentes.
Video del material en movimiento en respuesta a la luz y al calor a http: /
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Original escrito por Tina Hilding. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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