Un nuevo material desarrollado por los ingenieros de la Universidad de Colorado en Boulder puede transformarse en complejos, formas preprogramadas mediante estímulos de luz y temperatura, permitiendo que una clavija cuadrada literal se transforme y encaje en un agujero redondo antes de volver por completo a su forma original.

El material controlable que cambia de forma, descrito hoy en la revista Avances de la ciencia , podría tener amplias aplicaciones para la fabricación, robótica, dispositivos biomédicos y músculos artificiales.

"La capacidad de formar materiales que pueden oscilar repetidamente hacia adelante y hacia atrás entre dos formas independientes al exponerlas a la luz abrirá una amplia gama de nuevas aplicaciones y enfoques en áreas como la fabricación aditiva, robótica y biomateriales ", dijo Christopher Bowman, autor principal del nuevo estudio y profesor distinguido en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica de CU Boulder (CHBE).

Los esfuerzos anteriores han utilizado una variedad de mecanismos físicos para alterar el tamaño de un objeto, forma o textura con estímulos programables. Sin embargo, Históricamente, dichos materiales han sido limitados en tamaño o extensión y los cambios de estado del objeto han resultado difíciles de revertir por completo.

El nuevo material CU Boulder logra transformaciones bidireccionales fácilmente programables a nivel macroscópico mediante el uso de elastómeros de cristal líquido (LCE), la misma tecnología que subyace a las pantallas de televisión modernas. La disposición molecular única de los LCE los hace susceptibles al cambio dinámico a través del calor y la luz.

Para solucionar esto, los investigadores instalaron un disparador activado por luz para las redes LCE que puede establecer una alineación molecular deseada de antemano al exponer el objeto a longitudes de onda de luz particulares. El disparador permanece inactivo hasta que se expone a los estímulos de calor correspondientes. Por ejemplo, un cisne de origami doblado a mano programado de esta manera permanecerá doblado a temperatura ambiente. Cuando se calienta a 200 grados Fahrenheit, sin embargo, el cisne se relaja en una sábana plana. Más tarde, a medida que vuelve a enfriarse a temperatura ambiente, recuperará gradualmente su forma de cisne preprogramada.

La capacidad de cambiar y luego volver a cambiar le da a este nuevo material una amplia gama de posibles aplicaciones, especialmente para futuros dispositivos biomédicos que podrían volverse más flexibles y adaptables que nunca.

"Vemos esto como un elegante sistema fundamental para transformar las propiedades de un objeto, "dijo Matthew McBride, autor principal del nuevo estudio e investigador postdoctoral en CHBE. "Planeamos seguir optimizando y explorando las posibilidades de esta tecnología".