Investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linkoping, han descubierto un material que puede aumentar y reducir su volumen cuando se expone a un pulso eléctrico débil. En una esponja o filtro, los investigadores pueden controlar el tamaño de las partículas que pasanmediante.
Los materiales, como los sólidos y los geles, que cambian de volumen en función de la temperatura o el pH han estado disponibles durante mucho tiempo. Dichos materiales se utilizan en unidades de control un ejemplo de las cuales son ventanas en invernaderos que se abren y cierran automáticamente según la temperatura.También se usan en robots y en otros sistemas electromecánicos y en aplicaciones en biomedicina.Una propiedad que los investigadores han buscado durante mucho tiempo es el cambio de un material de una forma sólida a un estado de gel con la ayuda de una señal eléctrica.es particularmente deseable que dicho control electrónico de la transición de fase sea reversible. El objetivo es poder controlar el volumen por medios eléctricos. Esto es posible en los materiales actuales, pero los investigadores solo han podido lograr como máximo una duplicación del volumen.
Los científicos del Laboratorio de Electrónica Orgánica, Campus Norrköping, han descubierto un nuevo material, un polímero conductor, que puede aumentar su volumen en un factor de más de 100. El material fue sintetizado en colaboración con investigadores del Imperial College de LondresEl cambio tiene lugar cuando el material se coloca en un electrolito y se somete a un voltaje eléctrico débil de +0.8 V. Si se aplica un voltaje negativo, -0.8 V, el material se contrae, casi todo el camino de regreso a su originalvolumen.
Este es un cambio de volumen significativamente mayor que los reportados previamente, no solo en polímeros conductores sino también en otros materiales controlados por una señal eléctrica.
Los experimentos llevados a cabo por Johannes Gladisch y Eleni Stavrinidou han implicado que el polímero conductor se coloque como una película con un espesor de unos pocos micrómetros alrededor de una fibra de carbono eléctricamente conductora. Cuando se aplican pulsos eléctricos con magnitudes de +0.5 V o +0.8 V, el material cambia su estructura interna, luego absorbe agua y finalmente se convierte en un gel que se expande a 14 o 120 veces el volumen original. Cuando se aplican repetidamente pulsos de magnitud +/- 0.5 V, el material se expande aproximadamente un 300%,o tres veces, con respecto a su estado contratado anterior. El cambio en el volumen es reversible
Los científicos también describen una aplicación en el artículo, publicado en Ciencia avanzada . Esta es una esponja inteligente, o filtro, en el que pueden controlar la expansión electrónicamente, y de esta manera cambiar el tamaño de poro en un 85%.
"Podemos controlar el tamaño de poro de un filtro electrónicamente, y potencialmente controlar activamente el tamaño de las partículas que pasan a través de él. Esto significa que las propiedades de este filtro inteligente pueden cambiarse dinámicamente para permitir que pasen diferentes tipos o tamaños de partículas diferentesEsta función se puede utilizar para tamizar, filtrar, purificar y en procesos químicos. También puede tener aplicaciones en medicina y bioquímica ", dice Magnus Berggren, profesor de electrónica orgánica y director del Laboratorio de Electrónica Orgánica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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