Un nuevo material inteligente y sensible puede endurecerse como un músculo trabajado, dicen los ingenieros de la Universidad Estatal de Iowa que lo desarrollaron.

Esfuerza un músculo y se vuelve más fuerte. Estresar mecánicamente el material gomoso, digamos con un giro o una curva, y el material se endurece automáticamente hasta en un 300 por ciento. dijeron los ingenieros. En pruebas de laboratorio, Las tensiones mecánicas transformaron una tira flexible del material en un compuesto duro que puede soportar 50 veces su propio peso.

Este nuevo material compuesto no necesita fuentes de energía externas como calor, luz o electricidad para cambiar sus propiedades. Y podría utilizarse de diversas formas, incluyendo aplicaciones en medicina e industria.

El material se describe en un artículo publicado recientemente en línea por la revista científica Materiales Horizontes . Los autores principales son Martin Thuo y Michael Bartlett, Profesores asistentes de ciencia e ingeniería de materiales del estado de Iowa. Los primeros autores son Boyce Chang y Ravi Tutika, Estudiantes de doctorado del estado de Iowa en ciencia e ingeniería de materiales. Chang también es estudiante asociado del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU.

Los fondos de puesta en marcha del estado de Iowa para Thuo y Bartlett apoyaron el desarrollo del nuevo material. La beca de la facultad Black &Veatch de Thuo también ayudó a apoyar el proyecto.

El desarrollo del material combinó la experiencia de Thuo en micro-tamaños, partículas de metal líquido con la experiencia de Bartlett en materiales blandos como gomas, plásticos y geles.

Es una combinación poderosa.

Los investigadores encontraron un sencillo Una forma económica de producir partículas de metal subenfriado:es un metal que permanece líquido incluso por debajo de su temperatura de fusión. Las diminutas partículas (que tienen entre 1 y 20 millonésimas de metro de diámetro) se crean al exponer gotas de metal fundido al oxígeno. creando una capa de oxidación que recubre las gotas y evita que el metal líquido se vuelva sólido. También encontraron formas de mezclar las partículas de metal líquido con un material elastómero gomoso sin romper las partículas.

Cuando este material híbrido está sujeto a tensiones mecánicas:empujar, retortijón, doblando apretando - las partículas de metal líquido se abren. El metal líquido sale de la capa de óxido, se fusiona y solidifica.

"Puedes exprimir estas partículas como un globo, "Dijo Thuo." Cuando aparezcan, eso es lo que hace que el metal fluya y se solidifique ".

El resultado, Bartlett dijo:es una "malla metálica que se forma dentro del material".

Thuo y Bartlett dijeron que el punto de estallido se puede ajustar para hacer que el metal líquido fluya después de diferentes cantidades de tensión mecánica. La puesta a punto podría implicar cambiar el metal utilizado, cambiando el tamaño de las partículas o cambiando el material blando.

En este caso, las partículas de metal líquido contienen el metal de Field, una aleación de bismuto, indio y estaño. Pero Thuo dijo que otros metales funcionarán, también.

"La idea es que no importa qué metal se pueda enfriar, obtendrás el mismo comportamiento, " él dijo.

Los ingenieros dicen que el nuevo material podría usarse en medicina para apoyar tejidos delicados o en la industria para proteger valiosos sensores. También podría haber usos en robótica suave y bioinspirada o electrónica reconfigurable y portátil. La Fundación de Investigación de la Universidad Estatal de Iowa está trabajando para patentar el material y está disponible para licencia.

"Un dispositivo con este material puede flexionarse hasta una cierta cantidad de carga, Bartlett dijo. Pero si continúas enfatizándolo, el elastómero se endurecerá y detendrá o ralentizará estas fuerzas ".

Y eso, los ingenieros dicen, así es como están poniendo algo de músculo en su nuevo material inteligente.