En el tubo
de ensayos estamos atentos
al surgimiento de nuevas tecnologías. A veces estas avanzan tan rápido que
no nos dan el tiempo de percatarnos de
ello, y en un abrir y cerrar de ojos estaremos navegando el espacio
intergaláctico y explorando los confines del universo. Bueno, eso fue algo
exagerado.
Pero si te digo que en un futuro cercano podremos crear prótesis
mucho más fuertes y ligeras que sus contrapartes biológicas, robots con movimientos más fluidos y exoesqueletos súper fuertes al estilo
de lo que se muestra en películas y
videojuegos ¿Qué dirías? No, no es broma, todo esto será posible gracias al desarrollo
de unos revolucionarios materiales llamados polímeros electroactivos o EAP por sus siglas en ingles.
Los EAP son
materiales que se expanden, contraen, cambian de color o forma al
entrar en contacto con determinados productos químicos, cambios de temperatura o con una corriente eléctrica,
sin necesidad de agentes mecánicos. Estos pueden ser sometidos a grandes
fuerzas, son resistentes a la deformación rápida, son maleables, reaccionan a
un bajo voltaje y a comparación de los demás polímeros son buenos conductores.
Son generalmente usados como actuadores, sensores, pantallas
de braille y como músculos artificiales debido
a su ligereza, elasticidad y capacidad de expandirse y contraerse tal como un musculo biológico; estos a su vez son la pieza clave de prótesis
médicas y están siendo desarrollados para su implementación en robótica. Si, las mismas aplicaciones
que mencioné anteriormente y en mi opinión, las más interesantes de los
polímeros electroactivos.
Científicos e ingenieros de diferentes universidades del
mundo tienen sus ojos puestos en la investigación y desarrollo de esta
tecnología. A continuación les daré a conocer sus avances.
En la universidad de
Cambridge esta uno de estos científicos, Stoyan Smoukov y su equipo
han sentado las bases para pensar
en músculos artificiales capaces de recordar determinadas posiciones, es decir,
que una vez adaptada una determinada forma, son capaces de cambiarla por otra o
volver a la inicial de forma programada. Con esa idea se podría aprovechar
mejor el uso de estos elementos que prometen robots con una fuerza descomunal.
El material usado es un polímero con propiedades iónicas al que
le daban determinadas formas a una temperatura concreta. Luego lo dejaban
enfriar para fijar esa posición en la memoria del material y seguían con otra
combinación de forma y temperatura asociada, siempre por debajo de la de
fusión.
Esto puede ser la base
de futuros músculos artificiales en robots con la capacidad de recordar
posiciones y movimientos, combinaciones de diferentes posiciones que adoptaría
al cambiar la temperatura. Aunque el
grupo de investigación aún no ha dado los primeros pasos en este
sentido.
Por otro lado, investigadores del instituto de nanotecnología de la universidad de Texas (UT, en
EE.UU), en colaboración con científicos de instituciones de Australia, Canadá,
Corea del sur, China y Turquía, han descubierto que el hilo de pescar y de
coser (Fibras de polietileno) puede convertirse en potentes músculos artificiales. Estos nuevos
músculos pueden levantar cien veces más
peso y generar cien veces más poder mecánico que los músculos humanos. Por
peso, logran generar 7,1 caballos de fuerza por kilogramo, aproximadamente la
misma potencia mecánica que un motor a reacción.
Si quieres ver el experimento completo dale click aquí
Según indica Ray Baughman, director del instituto de
nanotecnología de la UT y uno de los autores del trabajo, al retorcer la fibra
de polímero, esta se convierte en un músculo de torsión que puede girar un
rotor pesado a más de 10.000 revoluciones por minuto. Una torsión adicional
provoca que la fibra de polímero se comporte como una banda de goma muy
retorcida y produzca un músculo que se contrae a lo largo de su longitud cuando
se calienta, y vuelve a su longitud inicial cuando se enfría. Por el contrario,
si se enrolla en una dirección diferente a la del giro inicial, los músculos se
expanden cuando se calientan. En
comparación con los músculos naturales, que se contraen sólo un 20%, los
músculos artificiales de fibras de polietileno pueden hacerlo aproximadamente un 50% de su longitud.
Unos de los materiales más revolucionarios mencionados ultimamente son el grafeno y los nanotubos de carbono, devido a su potencial para desempeñar gran número de funciones, grácias a sus increibles propiedades como su dureza, fuerza, gran elasticidad y flexibilidad, muy buena conducción eléctrica y calórica, entre otras. En medio de este gran número de aplicaciones no podia faltar la de desenvolverse como músculos artifiaciales.
Precisamente un grupo de científicos e ingenieros de la universidad de British Columbia, la universidad de Wollongong en Australia, la universidad de Texas en Dallas y la universidad de Hanyang en Corea, con el uso de hilos de nanotubos de carbono trenzados han desarrollado músculos artificiales que se mueven gracias
a la conexión de un electrodo y la inmersión de éste en un electrolito. Los
iones del electrolito entran en el hilo y hacen que se hinche, se contraiga y
gire a lo largo de su longitud. Este tipo de músculo artificial es lo suficientemente fuerte como para girar a 600 revoluciones por minuto sosteniendo objetos de hasta dos mil veces su propio peso y pueden girar 250 grados por cada milimetro de su longitud, una torsión similar a la de los tentáculos de un pulpo o la trompa de un elefante. Esto es más de mil veces la torsión que ofrecen los músculos artificiales disponibles, compuestos de aleaciones con memoria de forma y polímeros orgánicos conductores o ferroeléctricos.
Este avance tendría un importante impacto en el desarrollo de nuevas prótesis, más fuertes que viniesen dotadas de motores y correas basadas en este tipo de material de manera que fuera mucho más resistente, ofreciera mayor fuerza de agarre y también podrían ser mucho más ligeras; estas entajas podrian trasladarse al desarrollo de robots, por ejemplo en el ámbito de la industria y las cadenas de montaje. Además el hilo que han obtenido mediante los nanotubos podria utilizarse para miniaturizar los motores eléctricos, los compresores y las boinas e integrarlas en un unico chip, lo cual podría abrir la puerta al desarrollo de una nueva generación de dispositivos MEMS (sistemas electromecánicos).
Si te ha parecido interesante este artículo y quieres saber más acerca de los musculos artificiales y los nanotubos de carbono, te invito a ver este video donde Ray Baughman, director del instituto nanotech de la univercidad de texas, nos explica más en detalle acerca del trabajo de su equipo y su investigación.
También te invito a seguir leyendo nuestro blog ya que seguiremos subiendo más contenido interesante como este e informandote para que estes al tanto de los avances de la ciencia y la tecnología que no paran de sorprendernos.
Publicado por: Daniel David Manrique López
Existen ciertos errores en el texto. En algunas secciones se nota un poco fragmentado. Además, tambien hacen falta las referencias bilbiográficas por si el lector las requiere.
ResponderBorrarPor lo demás, el está bien desarrollado y el tema es muy interesante. Felicitaciones
Luis Angel Pinilla Monsalve
A mi parecer, este invento es una excelente muestra de lo que podemos lograr en un futuro próximo y en eso estoy de acuerdo con el autor, es un hecho que es poco para lo que se viene con respecto a la tecnología.Es gratificante saber que personas discapacitadas o que tengan mutilaciones puedan acceder a estos instrumentos y además sería extraordinario poder tener capacidades "sobrenaturales".
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