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    Los científicos descubren un conductor elástico único

    El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea desarrolló la ruptura de la red de metal líquido polimerizado para transformarla en un diseño altamente elástico que aumenta de manera autónoma la conductividad con la tensión. Crédito:Second Bay Studios

    El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea ha desarrollado sistemas de metal líquido que cambian de estructura de manera autónoma para que se conviertan en mejores conductores en respuesta a la tensión.

    Los materiales conductores cambian sus propiedades a medida que se tensan o se estiran. Típicamente, la conductividad eléctrica disminuye y la resistencia aumenta con el estiramiento.

    El material desarrollado recientemente por científicos de AFRL, llamadas redes de metales líquidos polimerizados, hace todo lo contrario. Estas redes de metal líquido se pueden tensar hasta en un 700%, responder de manera autónoma a esa tensión para mantener la resistencia entre esos dos estados prácticamente igual, y aún volver a su estado original. Todo se debe a la nanoestructura autoorganizada dentro del material que realiza estas respuestas automáticamente.

    "Esta respuesta al estiramiento es exactamente lo contrario de lo que cabría esperar, "dijo el Dr. Christopher Tabor, AFRL científico investigador principal del proyecto. "Normalmente, un material aumentará su resistencia a medida que se estira simplemente porque la corriente tiene que pasar a través de más material. Experimentar con estos sistemas de metal líquido y ver la respuesta opuesta fue completamente inesperado y francamente increíble hasta que entendimos lo que estaba pasando".

    Los alambres que mantienen sus propiedades bajo estos diferentes tipos de condiciones mecánicas tienen muchas aplicaciones, como la electrónica portátil de próxima generación. Por ejemplo, el material podría integrarse en una prenda de manga larga y usarse para transferir energía a través de la camisa y a través del cuerpo de manera que doblar un codo o girar un hombro no cambie la energía transferida.

    Los investigadores de AFRL también evaluaron las propiedades de calentamiento del material en un factor de forma que se asemeja a un guante calentado. Midieron la respuesta térmica con un movimiento sostenido de los dedos y mantuvieron una temperatura casi constante con un voltaje aplicado constante. a diferencia de los calentadores extensibles de última generación que pierden una generación de energía térmica sustancial cuando se tensan debido a los cambios de resistencia. Estas propiedades y los detalles de fabricación del material se comparan directamente en la edición actual de Materiales avanzados .

    Este proyecto comenzó el año pasado y fue desarrollado en AFRL con dólares de investigación fundamental de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea. Actualmente se está explorando para un mayor desarrollo en asociación con empresas privadas y universidades. Trabajar con empresas en investigación cooperativa es beneficioso porque toman los primeros sistemas que funcionan bien en el laboratorio y los optimizan para una posible ampliación. En este caso, Permitirán la integración de estos materiales en textiles que pueden servir para monitorear y aumentar el desempeño humano.

    Los investigadores comienzan con partículas individuales de metal líquido encerradas en una cáscara, que se asemejan a globos de agua. Luego, cada partícula se une químicamente a la siguiente a través de un proceso de polimerización, similar a agregar eslabones en una cadena; de esa manera todas las partículas están conectadas entre sí.

    A medida que se filtran las partículas de metal líquido conectadas, las partículas se abren y el metal líquido se derrama. Las conexiones se forman para proporcionar al sistema tanto conductividad como capacidad de estiramiento inherente. Durante cada ciclo de estiramiento después del primero, la conductividad aumenta y vuelve a la normalidad. Para acabar, no hay detección de fatiga después de las 10, 000 ciclos.

    "El descubrimiento de las redes de metal líquido polimerizado es ideal para la entrega de energía extensible, sensores y circuitos, "dijo el Capitán Carl Thrasher, químico investigador de la Dirección de Materiales y Fabricación de AFRL y autor principal del artículo de la revista. "Los sistemas de interfaz humana podrán funcionar de forma continua, pesar menos, y ofrecer más potencia con esta tecnología ".

    "Creemos que esto es realmente interesante para una multitud de aplicaciones, ", agregó." Esto es algo que no está disponible en el mercado hoy en día, por lo que estamos muy emocionados de presentarlo al mundo y correr la voz ".


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