Los avances en los campos de la robótica blanda, las tecnologías portátiles y las interfaces hombre / máquina requieren una nueva clase de materiales extensibles que pueden cambiar de forma de forma adaptativa y depender únicamente de la electrónica portátil para obtener energía. Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han desarrollado un material queexhibe una combinación única de alta conductividad eléctrica y térmica con capacidades de actuación que son diferentes a cualquier otro compuesto blando.
En hallazgos publicados en Actas de la Academia Nacional de Ciencias esta semana, los investigadores informan sobre este nuevo material inteligente que puede adaptar su forma en respuesta a su entorno. El artículo se titula "Un elastómero multifuncional que transforma la forma con inclusiones de metal líquido".
No solo es térmica y eléctricamente conductor, también es inteligente ", dijo Carmel Majidi, profesor asociado de ingeniería mecánica que dirige el Laboratorio de máquinas blandas en Carnegie Mellon." Al igual que un humano retrocede al tocar algo caliente o afilado,el material detecta, procesa y responde a su entorno sin ningún hardware externo. Debido a que tiene vías eléctricas de tipo neural, está un paso más cerca del tejido nervioso artificial ".
Majidi es pionero en el desarrollo de nuevas clases de materiales para su uso en ingeniería de materiales blandos y robótica blanda. Su equipo de investigación ha creado previamente arquitecturas de materiales avanzadas utilizando micro y nano gotas de metal líquido deformables de galio indio. Esta es la primera vezque su laboratorio ha combinado esta técnica con elastómeros de cristal líquido LCE, por sus siglas en inglés, un tipo de caucho que transforma la forma. Majidi y su equipo de investigación colaboraron con el experto en LCE Taylor Ware, profesor de bioingeniería en la Universidad de Texas, Dallas, y su graduado.estudiante, Cedric Ambulo.
Los LCE son como cristales líquidos utilizados en pantallas planas pero unidos entre sí como el caucho. Debido a que se mueven cuando están expuestos al calor, tienen una funcionalidad prometedora como material de transformación de la forma; desafortunadamente, carecen de la conductividad eléctrica y térmica necesariapara la activación de la memoria de forma. Aunque se pueden incorporar rellenos rígidos para mejorar la conductividad, estos causan que las propiedades mecánicas y las capacidades de transformación de la forma de los LCE se degraden. Los investigadores superaron estos desafíos al combinar el metal líquido galio indio con los LCE para crear un suave, compuesto elástico con multifuncionalidad sin precedentes.
Otra característica clave del material es su resistencia y respuesta a daños significativos.
"Observamos las capacidades de autocuración eléctrica y detección de daños para este compuesto, pero la detección de daños fue un paso más allá que los compuestos de metal líquido anteriores", explicó Michael Ford, investigador asociado postdoctoral en el Laboratorio de Soft Machines y autor principaldel estudio: "Dado que el daño crea nuevas huellas conductoras que pueden activar la transformación de la forma, el compuesto responde de manera única al daño".
La alta conductividad eléctrica del material permite que el material compuesto interactúe con la electrónica tradicional, responda dinámicamente al tacto y cambie de forma reversible. Podría usarse en cualquier aplicación que requiera electrónica extensible: cuidado de la salud, ropa, computación portátil, dispositivos de asistencia y robots,y viajes espaciales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Facultad de Ingeniería, Universidad Carnegie Mellon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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