Se ha creado un material sensorial autorreparable

El nuevo material se podrá utilizar en prótesis, así como en la creación de dispositivos electrónicos.

Los científicos llevan muchos años intentando crear un material que imite la piel humana, tenga las mismas características y realice funciones similares. Las principales cualidades de la piel que los científicos intentan recrear son la sensibilidad y la capacidad de cicatrización. Gracias a estas propiedades, la piel humana envía señales al cerebro sobre la temperatura y la presión, y actúa como barrera protectora contra los irritantes ambientales.

Gracias a un minucioso trabajo, el equipo del profesor de ingeniería química Zhenan Bao, de la Universidad de Stanford, ha conseguido por primera vez crear un material que combina estas dos cualidades.

En los últimos diez años, se han creado numerosos ejemplos de "piel artificial", pero incluso los más avanzados presentaban graves inconvenientes. Algunos requieren altas temperaturas para su curación, lo que imposibilita su uso en el hogar. Otros se restauran a temperatura ambiente, pero durante la restauración su estructura mecánica o química cambia, lo que los hace, de hecho, desechables. Pero lo más importante es que ninguno de estos materiales era un buen conductor de la electricidad.

Zhenan Bao y sus colegas han dado un gran paso en esta dirección y han combinado por primera vez las propiedades autocurativas de un polímero plástico y la conductividad eléctrica de un metal en un solo material.

Los científicos comenzaron con un plástico compuesto por largas cadenas de moléculas conectadas por enlaces de hidrógeno. Esta conexión es bastante débil entre la región con carga positiva de un átomo y la región con carga negativa del siguiente. Esta estructura permitió que el material se autoreparara eficazmente tras influencias externas. Las moléculas se descomponen con bastante facilidad, pero luego se reconectan en su forma original. El resultado fue un material flexible que los científicos compararon con el caramelo que se deja en el refrigerador.

Los científicos añadieron micropartículas de níquel a este polímero elástico, lo que aumentó la resistencia mecánica del material. Además, estas partículas aumentaron su conductividad eléctrica: la corriente se conduce fácilmente de una micropartícula a otra.

El resultado cumplió todas las expectativas. «La mayoría de los plásticos son buenos aislantes, pero obtuvimos un excelente conductor», resumió Zhenan Bao.

Los científicos comprobaron la capacidad de recuperación del material. Cortaron un pequeño trozo por la mitad con un cuchillo. Al presionar ligeramente las dos partes resultantes, descubrieron que el material había recuperado el 75 % de su resistencia y conductividad eléctrica originales. Media hora después, el material había recuperado por completo sus propiedades originales.

"Incluso la piel humana tarda unos días en sanar. Por eso creo que hemos conseguido un resultado bastante bueno", afirmó Benjamin Chi Kion Tee, colega de Bao.

El nuevo material también pasó con éxito la siguiente prueba: 50 ciclos de recuperación de corte.

Los investigadores no se detendrán ahí. En el futuro, buscan optimizar el uso de las partículas de níquel del material, ya que no solo lo fortalecen y mejoran su conductividad eléctrica, sino que también reducen su capacidad de autocuración. El uso de partículas metálicas más pequeñas podría aumentar aún más la eficacia del material.

Al medir la sensibilidad del material, los científicos descubrieron que puede detectar y responder a la presión con la fuerza de un apretón de manos. Por eso, Bao y su equipo confían en que su invento pueda utilizarse en prótesis. Además, planean fabricar el material lo más fino y transparente posible para recubrir dispositivos electrónicos y sus pantallas.

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