Usando dos polímeros diferentes unidos entre sí, un elastómero de copolímero cíclico muy estirable y un polietileno termoplástico mucho más rígido, investigadores del MIT han creado músculos artificiales capaces de levantar hasta 650 veces su peso.
El equipo de investigación integrado por Mehmet Kanik, Sirma Örgüç y sus colegas produjeron una fibra que, al estirarse varias veces su longitud original, se forma naturalmente en una bobina apretada. Pero lo sorprendente fue que tan pronto como Kanik recogió la fibra enrollada por primera vez, el calor de su mano solo hizo que la fibra se enroscara más fuertemente.
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Luego de esa observación, descubrió que incluso un pequeño aumento de la temperatura podría hacer que la bobina se tensara, produciendo una fuerza de tracción sorprendentemente fuerte, en cuanto la temperatura descendía nuevamente, la fibra regresaba a su longitud original.
Esta prueba se estuvo realizó múltiples veces encontrando que aún después de repetir el proceso de contracción y expansión en 10 mil ocasiones, la fibra seguía manteniendo su fuerza.
Cabe mencionar que estas repeticiones se realizaron en un ambiente controlado, donde solo había una leve variación de 1 grado Celsius, por lo que podría ser una de las razones de que soportara tantas repeticiones.
Las fibras pueden abarcar una amplia gama de tamaños, desde unos pocos micrómetros (millonésimas de metro) hasta unos pocos milímetros (milésimas de metro) de ancho, y pueden fabricarse fácilmente en lotes de hasta cientos de metros de longitud.
Fuerza ajustable
Una de las características de esta nueva fibra, es que se puede «programar» que tanto se va a contraer la fibra al determinar el estiramiento inicial. De tal forma que se puede ajustar la fuerza de la contracción y la temperatura necesaria para activarla.
Con fines de prueba, los investigadores cubrieron las fibras con mallas de nanocables conductores, los cuáles posteriormente pueden ocuparse como sensores para medir la tensión experimentada o ejercida. Otro uso sería el que se pueda incluir elementos de calentamiento para que sean estos los que controlen la temperatura de las fibras sin tener que depender de una fuente externa para activar estos «músculos artificiales».
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Los usos de esta nueva tecnología podrían abarcar el desarrollo de prótesis mas ligeras que actualmente se accionan de manera neumática o hidráulica alcanzando un peso de hasta 15 kilogramos.
Para proporcionar mayor fuerza para levantar cargas más pesadas, las fibras se pueden agrupar, al igual que las fibras musculares se agrupan en el cuerpo. El equipo probó con éxito paquetes de 100 fibras.
El equipo también incluyó al estudiante graduado del MIT Georgios Varnavides, postdoc Jinwoo Kim y los estudiantes universitarios Thomas Benavides, Dani González y Timothy Akintlio. El trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares y la Fundación Nacional de Ciencia.
El desarrollo de estos músculos artificiales también podría llegar a ocuparse en la robótica por sus propiedades tanto de fuerza como de ligereza.
