Un equip d’investigadors de la Universitat de Texas – Austin i la Universitat Penn State, totes dues als Estats Units, han anunciat la creació d’una fibra barata i reciclable que pot funcionar com un múscul. En un article publicat a ‘Nature Nano’, els científics expliquen la gènesi d’aquest avenç, que pot ser molt important tant per a la fabricació de pròtesis com també en robòtica.
Un element essencial del moviment muscular
Imitar els actuadors, que controlen el moviment dels músculs, és un camp molt estudiat i on s’han fet grans avenços durant els darrers anys. No obstant això, els actuadors sintètics normalment són molt complexos de fer i requereixen materials cars i difícils d’obtenir. Aquesta nova fibra, en canvi, no només és simple de produir i reciclable sinó que iguala i fins i tot supera les prestacions dels actuadors artificials inventats fins ara.
Un descobriment casual amb moltíssimes aplicacions
El descobriment es va fer per casualitat, mentre els investigadors treballaven en un altre projecte, però de seguida es van adonar que la fibra resultant era més eficient, flexible i resistent que les disponibles actualment, a més de ser barata, senzilla de produir i reciclable.
Amb ella es podria, per exemple, construir un membre robòtic que respongués a estímuls i retornés energia, en comptes de fer servir un motor mecànic per moure’l. Una possible aplicació seria emprar-lo com a “exoesquelet auxiliar” en persones que han perdut força als braços, per ajudar-los a recuperar tant la força com la mobilitat.
Els investigadors, però, afirmen que la fibra fins i tot es podria fer servir en cirurgia, fent que les ferides es tanquin soles i el material es degradi a l’interior del cos un cop la ferida estigués curada. Els actuadors, bàsicament, són materials que canvien o es deformen davant d’estímuls externs, i és per això que desenvolupar-ne de tous, lleugers i barats pot tenir moltíssimes aplicacions.
Fabricació senzilla i prestacions espectaculars
El material de què està feta la fibra és el que s’anomena un copolímer en bloc. Per crear-lo només cal posar el polímer en un dissolvent i després afegir aigua. Una part del polímer és hidrofílic i l’altre hidrofòbic, de manera que en mullar-se s’agrupen creant l’estructura característica de la fibra. Això el diferencia de materials semblants, que només agafen la forma desitjada quan s’hi aplica energia elèctrica, i permet dur a terme el procés invers amb molta facilitat.
Pel que fa a les prestacions, aquesta nova fibra és un 75% més eficient que les emprades fins ara a l’hora de convertir l’energia en moviment, resisteix un 80% més de pressió i pot rotar amb més velocitat i força que els actuadors actuals. Per si això fos poc, també pot estirar-se fins a més d’un 900% de la seva llargada normal abans de trencar-se.
Tot i que la investigació es troba als inicis, els científics volen aprendre més sobre els canvis estructurals del polímer i millorar-ne les propietats, com ara la densitat d’energia i la velocitat, i mirar de fer servir el mateix procediment de disseny per crear actuadors que reaccionin a estímuls diferents, com ara la llum.
