Los polímeros con memoria de forma son materiales prometedores en muchas aplicaciones emergentes debido a su gran extensibilidad y excelente recuperación de la forma. Cuando se estiran o deforman, los polímeros con memoria de forma pueden volver a su estado normal simplemente aplicando calor o luz.
Estos materiales son muy prometedores para la robótica blanda, los dispositivos biomédicos inteligentes y las estructuras espaciales desplegables, pero hasta ahora no han podido almacenar suficiente energía mientras se estiran. Esto significa que no liberan mucha energía al estirar, lo que limita su uso en actividades que implican levantar o mover objetos.
Ahora, el investigador Zhenan Bao de la Universidad de Stanford en California y su equipo han desarrollado un polímero con memoria de forma para nuevos músculos robóticos. Gracias a esta solución, los robots pueden mover sus brazos por sí mismos cuando los polímeros se calientan. Los nuevos polímeros pueden levantar objetos 5000 veces su peso y almacenar casi seis veces más energía que las versiones anteriores.
Músculos robóticos más potentes, ligeros y económicos
Activado por calor o luz, el nuevo músculo artificial tiene un esqueleto de polímero de polipropilenglicol. A esto, los investigadores agregaron unidades de 4-, 4'-metilen bisfenilurea. En el estado original de estos polímeros, las cadenas del material están enredadas y desordenadas. Su estiramiento provoca el alineamiento de las cadenas poliméricas y la formación de enlaces de hidrógeno entre los grupos urea, creando estructuras supermoleculares que la hacen estable y sólida. Si los polímeros se calientan luego a 70 ° C, los enlaces de hidrógeno se rompen nuevamente. ¿Y que pasa? El "músculo robótico" puede volver a su estado inicial, liberando energía de los enlaces en el proceso.
En las pruebas, el polímero se estiró hasta cinco veces su longitud inicial y se almacenó hasta 17,9 julios de energía por gramo en su forma extendida, seis veces más que la mayoría de los otros polímeros con memoria de forma.
Para demostrar los usos potenciales de estos polímeros, el equipo hizo un músculo artificial uniendo el polímero preestirado a la parte superior e inferior del brazo de un maniquí de madera. Cuando se calienta, el material se contrae, lo que obliga al maniquí a doblar el brazo por el codo.
