Científicos del Centro RIKEN para Ciencias de la Materia Emergente CEMS y la Universidad de Tokio han desarrollado una película que se enrolla y se endereza de forma autónoma cuando se expone a cambios minúsculos y apenas mensurables en la humedad ambiental. Cuando se irradia con luz ultravioleta,cambios en la capacidad de la película para absorber y desorber agua, incluso puede "saltar" al aire.
Según Daigo Miyajima de CEMS, "Nuestro estudio comenzó a partir de un hallazgo fortuito. Cuando colocamos un compuesto llamado carbonato de guanidinio en un horno de alta temperatura, descubrimos que no solo formaba una sustancia en polvo, como es habitual en similaresprocesos - pero también una película amarillenta que se adhirió a la superficie del sustrato. La película era un polímero de nitrito de carbono compuesto de polímeros apilados de heptazina orientados paralelos a la superficie del sustrato. "
La sorpresa llegó cuando el equipo comenzó a analizar esta película inusual. Pudieron quitarla del sustrato sumergiéndola en agua tibia y descubrieron que era extremadamente ligera a pesar de su dureza. Lo que no pudieron explicar al principioera que, en condiciones ambientales, el material se doblaba repentinamente y luego se enderezaba nuevamente, sin ningún estímulo externo obvio.
El grupo hizo una serie de experimentos para determinar por qué sucedía esto, y descubrió que la clave eran cambios minúsculos, esencialmente indetectables en la humedad ambiental. Encontraron, por ejemplo, que mover una gota de agua en las proximidades de la películaharía que se enderezara, pero que esto no sucedió cuando se aseguraron de que no hubiera movimiento de aire dentro de la caja. Pesaron la película cuando estaba estirada y enrollada, y encontraron una pequeña disminución, de solo 680 nanogramos por10 milímetros cuadrados - en la configuración enrollada. Llegaron a la conclusión de que estaba desorbiendo agua en una superficie y que los enlaces entre las moléculas de agua y el polímero creaban una tensión mecánica que cambiaba la forma de la película. El cambio ocurrió extremadamente rápido -tomando solo 50 milisegundos cuando la película se expuso a la luz ultravioleta.
El movimiento también fue poderoso. Cuando la película se colocó sobre una superficie plana y se hizo que se rizara, literalmente podía saltar a una altura de un centímetro, una altura 10,000 veces el grosor de la película. También fue duradera: enEn un experimento, irradiaron la película repetidamente con luz ultravioleta, se dobló y enderezó más de 10,000 veces sin ningún deterioro notable.
En un experimento final, los investigadores cubrieron la mitad de la película con oro fino, para detener la absorción y desorción de agua, y luego la sometieron a rizos y enderezamientos repetidos. La película podría caminar sobre una superficie, arrastrándose comola mitad de la película doblada y relajada.
Según Takuzo Aida, líder del Grupo de Investigación de Funciones Emergentes de Materia Blanda en CEMS y profesor de la Universidad de Tokio, "De la misma manera que un reloj mecánico aprovecha los movimientos naturales de la muñeca para ganar energía, estela película toma pequeñas fluctuaciones en la humedad ambiental y las transforma en energía mecánica. Este tipo de dispositivo será útil para crear una sociedad sostenible ".
La investigación se publicó el 18 de julio en Materiales naturales .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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