Un gel inteligente cambia de forma al recibir luz

La capacidad de los pulpos y otros seres vivos para cambiar el color de su piel ha inspirado a los ingenieros de la Universidad de Rutgers para desarrollar un gel inteligente impreso en 3D, que logra modificar su forma al entrar en contacto con la luz. La innovación podría tener amplias aplicaciones en el campo de la robótica, la vestimenta para camuflaje y las pantallas flexibles en dispositivos móviles.

Según un comunicado, los especialistas crearon un gel inteligente impreso en 3D que cuando recibe luz se convierte en un «músculo artificial». Estas condiciones lo harían especialmente atractivo para integrarse en robots que imitan el aspecto humano, como así también para aplicaciones de camuflaje militar.

Además, de acuerdo a los resultados de un estudio publicado en la revista ACS Applied Materials & Interfaces, la innovación posee todas las características necesarias para formar parte de nuevos desarrollos en pantallas flexibles para dispositivos móviles. Se sabe que muchos de los principales fabricantes de estos dispositivos ya están desarrollando o piensan crear en breve nuevos modelos con estructuras flexibles.

Pantallas que se doblan

«Las pantallas electrónicas han avanzado en varios aspectos, como por ejemplo al volverse más delgadas, obtener mejores condiciones de brillo o ganar en amplitud de dimensiones. Sin embargo, todavía siguen presentando materiales rígidos. Esta característica limita las formas que pueden presentar o su capacidad para interactuar con las superficies 3D», explicó Howon Lee, autor principal del estudio.

Frente a esto, el nuevo gel inteligente se puede agregar a materiales blandos para crear pantallas flexibles y llamativas visualmente. La innovación sigue el modelo de cefalópodos como los pulpos, que pueden modificar el color y la textura de su piel para camuflarse y pasar desapercibidos, o incluso para comunicarse. Esto es posible gracias a miles de células denominadas cromatóforos, presentes en la piel de estos animales.

Los cromatóforos artificiales

Los expertos desarrollaron un hidrogel que puede imprimirse en 3D, también denominado gel inteligente. El material es capaz de detectar la luz y variar su forma como resultado de esta interacción. Los hidrogeles tienen una gran ventaja: logran preservar su configuración y se mantienen sólidos, pero al mismo tiempo contienen agua.

Las lentes de contacto, los pañales y hasta el cuerpo humano son algunos ejemplos de estructuras que incorporan hidrogeles. En el caso del nuevo gel inteligente, la innovación más trascendente radica en la incorporación de un nanomaterial sensible a la luz.

Dicho nanomaterial forma parte de un nuevo concepto, que los especialistas llaman cromatóforos artificiales sensibles a la luz (LAC). La combinación del gel inteligente con sensibilidad a la luz y un material elástico impreso en 3D termina por conformar una especie de «músculo artificial», con la capacidad de contraerse frente a los cambios lumínicos y también variar de tonalidad.

Aplicaciones de avanzada

Los LAC pueden transformarse en un nuevo camino para el desarrollo de aplicaciones de ingeniería más eficientes, funcionales e inspiradas en diseños naturales. Luego de probar su eficacia con la proyección de diferentes patrones de luz, el gel inteligente pasará a nuevas etapas de desarrollo y optimización antes de su aplicación industrial.

Algunos aspectos a trabajar son la mejora de la sensibilidad, de los tiempos de respuesta o de las estimaciones de durabilidad de la nueva tecnología. Luego de avanzar en estas cuestiones, el gel inteligente estará disponible para su uso en alternativas de camuflaje militar, robótica, pantallas flexibles y dispositivos biofotónicos.

Referencia

Multimaterial Printing for Cephalopod-Inspired Light-Responsive Artificial Chromatophores. Daehoon Han, Yueping Wang, Chen Yang, and Howon Lee. ACS Applied Materials & Interfaces (2020).DOI:https://doi.org/10.1021/acsami.0c17623

Foto:

Los ingenieros se inspiraron en los cambios de color en la piel de los pulpos para desarrollar el nuevo gel inteligente. Imagen: Janayara Machado en Unsplash.