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Flexoelectricidad gigante: descubre los detalles de esta tecnología utilizable en robots

Investigadores de la Universidad de Houston en Estados Unidos, en colaboración con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de Estados Unidos, han presentado una nueva tecnología cuyo nombre es tan grande como su potencial científico. Es el gigante de la flexoelectricidad en elastómeros flexibles. Esta tecnología se puede utilizar para mejorar el rango de movimiento de un robot, lo que puede hacer, por ejemplo, un marcapasos autónomo una posibilidad real.

La tecnología implica convertir sustancias simples e incluso comunes, como el caucho y la silicona, en una especie de potencia a microescala. La ventaja de estos materiales es que pueden cambiar significativamente de tamaño y forma, así como “deformarse” como una goma elástica al recibir una señal eléctrica.

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Hay materiales en la naturaleza que pueden realizar esta función, actuando como una especie de convertidor de energía que se deforma cuando se envía una señal eléctrica. Además, también pueden proporcionar electricidad cuando se manipulan.

raro y tóxico

Flexoelectricidad gigante descubre los detalles de esta tecnología utilizable

El concepto de piezoelectricidad se utiliza en pistas de baile que cambian de color. Crédito: CC0 / Dominio público

Esta capacidad se llama piezoelectricidad, que es muy útil para crear, por ejemplo, sensores láser y electrónica. Sin embargo, estos materiales son de naturaleza muy rara y consisten en estructuras cristalinas rígidas, a menudo bastante tóxicas, lo que hace que su uso en humanos no sea práctico.

Por el contrario, los polímeros artificiales ofrecen pasos para aumentar su viabilidad, eliminando la escasez de material y creando polímeros blandos capaces de doblarse y estirarse. Estas estructuras se conocen como elastómeros blandos, pero anteriormente estos materiales carecían de importantes atributos piezoeléctricos. Sin embargo, este nuevo estudio de la Universidad de Houston con la Fuerza Aérea busca proponer una solución a este impasse.

“Esta teoría crea un vínculo entre la electricidad y el movimiento mecánico en materiales como el caucho blando”, dijo Pradeep Sharma, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Houston, en la Universidad de Houston. Phys.org. “Aunque algunos polímeros son débilmente piezoeléctricos, no hay caucho realmente blando como materiales piezoeléctricos”, agregó el académico.

que puede cambiar el juego

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La flexoelectricidad gigante puede permitir que los marcapasos se recarguen con energía eléctrica generada por los movimientos corporales. Crédito: CC0 / Dominio público

Estos elastómeros multifuncionales flexibles que tienen mayor capacidad se denominan “flexoelectricidad gigante”. En otras palabras, estos científicos pudieron demostrar cómo aumentar el rendimiento flexoeléctrico en materiales blandos. “La flexoelectricidad en la mayoría de los materiales de caucho blando es bastante baja”, dijo Kosar Mozaffari, estudiante de posgrado de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Houston.

“Pero al reorganizar las cadenas en celdas unitarias a nivel molecular, nuestra teoría muestra que los elastómeros blandos pueden lograr una flexoelectricidad mayor que casi 10 veces la cantidad convencional”, dijo el futuro ingeniero.

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Los usos potenciales de estos materiales son bastante profundos. Los robots similares a humanos hechos con estos elastómeros flexibles podrían realizar tantos movimientos como sea necesario para realizar tareas físicas. Los marcapasos, dispositivos implantados en el corazón humano que utilizan baterías de litio, podrían alimentarse por sí mismos porque el movimiento natural genera energía eléctrica.

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