Nos fascina la tecnología y su desarrollo. Es cierto que los descubrimientos científicos no siempre llegan a transformarse en avances tangibles (no siempre resulta factible económicamente) pero demuestran el afán de superación del ser humano. Como el material que han desarrollado estos investigadores. Utilizando pequeños cristales orgánico, convierten la luz en una fuerza mecánica capaz de levantar 1.000 veces su propia masa. Sin necesidad de calor ni electricidad. Lo estarás pensando y sí, podrían llegar a impulsar sistemas inalámbricos controlados a distancia en robots y vehículos.
Tranquilo. No postpongas la compra de un coche nuevo que tardará en llegar a producción, si es que llaga. Mejor entiende el proceso. Los materiales fotomecánicos transforman la luz directamente en fuerza mecánica. Son el resultado de una compleja interacción entre fotoquímica, química de polímeros, física, mecánica, óptica e ingeniería.
Van ganando popularidad ya que los actuadores fotomecánicos, la parte de una máquina que ayuda a conseguir movimientos físicos, se pueden controlar de manera externa, simplemente manipulando las condiciones de luz.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder han dado el siguiente paso en el desarrollo de materiales fotomecánicos, creando una pequeña matriz de cristales orgánicos que se dobla y levanta objetos mucho más pesados que él mismo. «Eliminamos al intermediario, por así decirlo, y tomamos energía luminosa y la convertimos directamente en deformación mecánica», dijo Ryan Hayward, uno de los autores del estudio.
Para generar una respuesta mecánica a gran escala hace falta que las moléculas reactivas empujen todas en la misma dirección. Se consigue con un polímero de cristal líquido, o mediante el autoensamblaje de moléculas en un cristal. El problema era que esos sólidos cristalinos se agrietaban. La solución que encontraron fueron esas matrices de pequeños cristales orgánicos derivados de diarileteno (el componente fotoactivo), colocados dentro de un material polimérico (tereftalato de polietileno, PET) con poros del tamaño de una micra.
A medida que los cristales crecían dentro de los poros, mejoró su durabilidad y producción de energía al exponerlos a la luz y además no se fracturaban al cobijarlos en los poros: se podía doblar hasta 180º sin romperse. Pudieron convertir la luz en trabajo mecánico sin calor ni electricidad. Al cambiar de forma con la luz, movían la carga. Una pequeña matriz de cristal de 0,02 mg pudo levantar una bola de nailon de 20 mg, 1.000 veces su propia masa.
¿Para qué puede servir esto? Pues desde reemplazar actuadores cableados en robots y vehículos o alimentar drones con rayos láser, en lugar de cargarlos con una batería voluminosa. Antes hay que conseguir controlar los movimientos del material (por ahora solamente pasa de plano a curvo) y ser más eficiente, aumentando maximizando la cantidad de energía mecánica producida en función de la entrada de energía luminosa.
«Todavía tenemos mucho camino por recorrer antes de que estos materiales puedan realmente competir con los actuadores existentes», dijo Hayward. «Pero este estudio es un paso importante en la dirección correcta y nos da una hoja de ruta sobre cómo podríamos llegar allí en los próximos años».
Fuente: University of Colorado Boulder
Vía: Nature Materials