En lo que respecta a la forma en que los científicos reaccionan a sus descubrimientos, "Eso es interesante" cae en algún lugar entre "¡Eureka!" y "Uh-oh".

"Interesante" es lo que el Dr. Jeremiah Gassensmith y su estudiante graduada Madushani Dharmarwardana pensaron cuando notaron un comportamiento inusual en una muestra de cristales con los que estaban trabajando en el laboratorio de química de Gassensmith en la Universidad de Texas en Dallas.

Como parte de su investigación doctoral, Dharmarwardana estaba investigando cómo el material, de una familia de materiales semiconductores orgánicos llamados diimidas de naftaleno, cambia de color de naranja a amarillo a medida que se calienta.

"Estábamos considerando este material como un semiconductor termocrómico, "dijo Gassensmith, profesor asistente en el Departamento de Química y Bioquímica de la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas. "Estos tipos de materiales semiconductores cambian de color a medida que cambia la temperatura. Piense en las latas de cerveza que cambian de color cuando están frías o en las tiras de termómetro que cambian de color que se coloca en la frente para verificar si tiene fiebre".

Mientras Dharmarwardana calentaba los diminutos cristales, las muestras solo medían alrededor de un octavo de pulgada, o un par de milímetros, de tamaño, notó que se moverían, lo cual fue inesperado.

"Los cristales se doblarían, bobina, flexionar o saltar, harían todo tipo de cosas, "Dijo Gassensmith." Eso fue ... interesante. "

Aunque este comportamiento termosaliente, también conocido como efecto de cristal saltarín, se ha observado en otros tipos de cristales, no se había observado en esta clase particular de cristales semiconductores orgánicos, Dijo Gassensmith. Este comportamiento es de interés para los investigadores porque podría ser explotado para aplicaciones como micromáquinas, sensores, o pequeños actuadores para dispositivos médicos y músculos artificiales.

Dharmarwardana realizó una nueva serie de experimentos en los que pegó un extremo del cristal a un cubreobjetos de vidrio y lo colocó en un plato caliente.

"A medida que el plato se calentaba, el cristal siempre trató de alejarse del calor, ", dijo." La explicación de esto es que, una vez que el cristal alcanza una cierta temperatura, la disposición de las moléculas dentro del cristal cambia. Esos cambios se mueven secuencialmente a través del material, comenzando en la parte caliente que está pegada a la superficie y propagándose. Esto hace que el cristal cambie de forma ".

"Vemos una expansión colosal en estos materiales, casi el 20 por ciento en tamaño, "Dijo Gassensmith." Ese es uno de los cambios porcentuales más grandes observados en un material orgánico ".

En su siguiente serie de experimentos, Dharmarwardana pegó pequeñas bolas de acero inoxidable a los cristales anclados para ver cuánto peso podían levantar los voladizos de cristal mientras se calentaban. Porque los cristales son frágiles, esperaba que se rompieran bajo la carga.

"Me asombró cuando vi que en realidad estaba levantando la bola porque el cristal es muy pequeño en comparación con el peso, que era casi 100 veces más pesado que el cristal, "Dijo Dharmarwardana." Cuando diseñé el experimento, Nunca pensé que se levantaría. Pensé que rompería el cristal ".

La carga máxima levantada con un voladizo de cristal de 3,5 milímetros de largo fue de unos 4 miligramos, a una altura de 0,24 milímetros.

Mientras el cristal se enfriaba bajó y se enderezó una vez más. Si bien el recalentamiento del material no dio como resultado otro cambio de forma, el material continuó cambiando de color con repetidos cambios de temperatura.

"Esta no es una transformación reversible, "Dijo Gassensmith." Básicamente, el cristal comienza cargado con la energía potencial para cambiar de forma y realizar el movimiento, pero retiene esa energía hasta que el material alcanza una temperatura de transición de fase. En ese punto, el cristal quiere liberar esta energía. Si no está ligado a nada, el cristal simplemente explotará o se enroscará, pero fijándolo en un extremo, podemos dirigir cómo se libera esa energía.

"Sigue siendo un solo cristal, pero sus moléculas están ahora en una disposición de empaquetamiento diferente que tiene una energía más baja ".

Gassensmith dijo que el siguiente paso es investigar más a fondo las diferentes variaciones del material, incluso si el comportamiento de flexión de los materiales se puede incorporar en sensores de cambio de color o actuar como un interruptor mecánico dentro de la electrónica orgánica.

"Será interesante ver si podemos inducir el rizado en estos cristales electrónicamente, ", dijo." En principio, deberíamos poder aplicar una corriente eléctrica para levantar cosas, en lugar de usar un montón de calentadores ".