Un equipo de químicos de EE. UU. Y China ha construido un cubo de colores, bloques de hidrogel, que se ve y actúa como un cubo de Rubik. Los investigadores dicen que su trabajo es más que divertido para jugar:podría inspirar nuevas formas de almacenar y detectar información, y posiblemente incluso ayudar a los pacientes a controlar sus condiciones médicas.

Como el juguete la nueva estructura contiene filas y columnas individuales rotativas; manipularlos cambia el patrón de color en las seis caras del cubo. Pero a diferencia del plástico rígido de un cubo de Rubik, esta nueva estructura está hecha de un hidrogel autocurativo, un material polimérico blando que puede absorber grandes cantidades de agua y formar nuevos enlaces químicos cuando se rompen los antiguos.

El equipo ideó la estructura como parte de un esfuerzo mayor para encontrar nuevas formas de codificar información en objetos físicos.

"Piense en los códigos QR, que son patrones de píxeles en blanco y negro en una superficie bidimensional que se utiliza para almacenar información, "dijo Jonathan Sessler, profesor de química en la Universidad de Texas en Austin y coautor de un estudio publicado hoy en la revista Materiales avanzados . "Estamos explorando formas de codificar información en patrones de color y en tres dimensiones, teóricamente conduce a una densidad de información mucho mayor ".

Los matemáticos estiman que hay aproximadamente 43 quintillones, es decir, 43 veces 10 a 18 potencias, configuraciones únicas de un cubo de Rubik, sugiriendo que un cubo podría almacenar una gran cantidad de información.

"En poco tiempo, puedes manipular las interacciones entre los pequeños bloques, "Dijo Sessler." Es pegajoso, pero no se atascan. Luego, durante un tiempo más largo, digamos 24 horas, la estructura encaja en su lugar ".

Los 27 bloques de construcción del cubo se colorearon utilizando una nueva y revolucionaria clase de puntos fluorescentes inventados por Ben Zhong Tang. químico de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, y el proyecto fue dirigido por Xiaofan Ji, un ex investigador postdoctoral en UT Austin, ahora trabajando en el laboratorio de Tang.

Cuando las partes de un hidrogel autorreparable se rompen y luego se vuelven a unir en una orientación diferente, se forman nuevos enlaces químicos para mantenerlo en la nueva configuración. Uno de los desafíos para hacer el nuevo Cubo de Rubik blando fue hacer que los enlaces sean lo suficientemente débiles como para que las filas se puedan girar fácilmente a mano. pero lo suficientemente fuerte como para que toda la estructura conserve su forma.

Será necesario un mayor desarrollo antes de que la innovación se pueda aplicar al almacenamiento de datos, o para otras aplicaciones, como en los sensores portátiles que monitorean los cambios químicos de un paciente, por ejemplo, en alguien con diabetes.

En la década de 1980, en los días previos a que las soluciones a todos los problemas de la vida fueran solo una búsqueda rápida en Internet, Sessler usó las matemáticas para encontrar diferentes series de rotaciones que podrían usarse para reorganizar los patrones de color en un cubo de Rubik de una manera controlada. Con suficiente tiempo podría tomar un cubo revuelto y restaurarlo a su estado original, con colores sólidos en cada cara.

"Estaría en una fiesta y alguien me lanzaría un cubo de Rubik, Sessler recordó. "Y me iría a la esquina y lo resolvería en una cantidad de tiempo socialmente aceptable, algo así como 10 o 20 minutos".

"Ahora, "dijo Sessler, "con este nuevo cubo de Rubik, todo lo que tenemos que hacer es separarlo y volver a unir los bloques donde queramos. Podemos resolver el problema en segundos utilizando el poder de la química para hacer trampa ".