Un grupo de científicos del Instituto Federal Suizo de Tecnología ha desarrollado un metamaterial que, incluso cuando está listo, puede reprogramar sus propiedades mecánicas. Así, un solo artículo podrá cumplir muchas funciones mecánicas bajo demanda. Sin embargo, para analizar la trascendencia del descubrimiento, es necesario explicar brevemente qué son los metamateriales.
En general, son objetos artificiales que permiten una gran manipulación en su creación y cuyas propiedades no están presentes en la naturaleza. Entre los logros alcanzados con esta tecnología se encuentran, por ejemplo, nuevas formas de computación instantánea.
Sin embargo, los metamateriales plantean ciertos desafíos para su aplicación fuera de los laboratorios. Lo más importante es el hecho de que cada metamaterial debe diseñarse y fabricarse para realizar una función específica. Esto significa que una vez que esté listo, no se puede cambiar.
Propiedades reprogramables
Alain Herzog a través de EPFL / Reproducción Para abordar esta limitación, un grupo de investigadores dirigido por el experto Tian Chen agregó un nuevo elemento a la ecuación: propiedades reprogramables. Como resultado, se produjo un metamaterial compuesto de silicio y polvo magnético con diferentes propiedades mecánicas.
“La idea era desarrollar un material único que pudiera tener una variedad de propiedades físicas, como rigidez y resistencia, para que los materiales no tuvieran que ser reemplazados cada vez”, explicó Tian Chen.
“Por ejemplo, cuando tiene un esguince de tobillo, primero debe usar un aparato ortopédico rígido para mantener el tobillo en su lugar, y luego, a medida que cicatriza, puede cambiar a un aparato ortopédico más suave. ‘Sí, tiene que reemplazar toda la férula, pero la esperanza es que algún día, un solo material pueda realizar ambas funciones ”, ejemplifica el científico.
Celdas similares a los bits del disco duro
Alain Herzog a través de EPFL / Reproducción Según Chen, la nueva tecnología permite encender y apagar celdas individuales aplicando un campo magnético. Cuando se enciende, las celdas hacen que el material sea más rígido; cuando está apagado, se vuelve más flexible. Se pueden programar varias combinaciones de encendido / apagado, haciendo pequeños ajustes para lograr con precisión las propiedades mecánicas requeridas para una función determinada.
El científico nombró a las celdas m-bits, debido al comportamiento similar de los bits en los discos duros. «Podríamos diseñar un método para crear estructuras 3D, ya que lo que hemos hecho hasta ahora es solo 2D. O podríamos reducir la escala para hacer metamateriales aún más pequeños», agrega el profesor Pedro Reis, coautor del libro.