En breve: Investigadores de la Universidad de California en Merced han desarrollado un material flexible y conductor de electricidad que algún día podría aumentar la durabilidad de dispositivos portátiles como los relojes inteligentes.
El nuevo material presenta durabilidad adaptativa, lo que significa que se vuelve más fuerte cuando se estira o se golpea. Curiosamente, la inspiración para el material llegó en la cocina.
La investigadora principal del proyecto, Yue (Jessica) Wang, señala que cuando la maicena y el agua se mezclan lentamente, la cuchara mezcladora se mueve fácilmente a través de la mezcla. Cuando retiras la cuchara e intentas volver a insertarla con fuerza, obtienes un resultado diferente. «Es como apuñalar una superficie dura», dijo Wang. dichoy la cuchara no vuelve a entrar.
El equipo de Wang se propuso imitar esta curiosa propiedad en un material sólido y eléctricamente conductor.
Para lograr su objetivo, el equipo tuvo que identificar la combinación correcta de polímeros conjugados, que son moléculas largas y conductoras con forma de hebras de espagueti. La mayoría de los polímeros flexibles se rompen cuando se los somete a impactos repetidos, rápidos o fuertes.
Los investigadores comenzaron con una solución acuosa compuesta por cuatro polímeros: poli(ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico) similar a un espagueti, moléculas de polianilina más cortas y una combinación conductora llamada poli(3,4-etilendioxitiofeno)poliestireno sulfonato (PEDOT:PSS). ).
Modificaron la fórmula a lo largo del camino para aumentar la conductividad y la durabilidad adaptativa. Agregar un 10 por ciento más de PEDOT:PSS a la mezcla, por ejemplo, mejoró la conductividad y la durabilidad adaptativa.
El equipo también experimentó agregando pequeñas moléculas a la mezcla y notó cómo cada aditivo cambiaba las características de los polímeros. En última instancia, los aditivos de nanopartículas cargadas positivamente mejoraron mejor la funcionalidad adaptativa.
«La adición de moléculas cargadas positivamente a nuestro material lo hizo aún más fuerte a velocidades de estiramiento más altas», dice Di Wu, investigador postdoctoral en el laboratorio de Wang.
Las aplicaciones prácticas podrían incluir bandas integradas y sensores traseros para relojes inteligentes que podrían soportar fácilmente el duro entorno de la vida diaria en la muñeca de un ser humano. El material flexible también podría ser adecuado en el campo médico, quizás integrándose en dispositivos portátiles como sensores cardiovasculares o monitores de glucosa.
Wu y su equipo incluso adaptaron una versión anterior del material que es adecuada para la impresión 3D y crearon una réplica de una mano humana para demostrar el potencial de su uso como prótesis.
«Existe una serie de aplicaciones potenciales y estamos entusiasmados de ver adónde nos llevará esta nueva propiedad no convencional», afirmó Wang.
