Motores blandos, el nuevo material 3D que cambia de forma por si mismo

Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Oregón, liderado por Devin Roach, ha desarrollado una técnica revolucionaria para la impresión 3D de materiales que pueden cambiar de forma. El material se programa y nada mas impreso, se mueve de manera similar a los músculos. Estos materiales, conocidos como elastómeros cristalinos líquidos (LCE), tienen el potencial de transformar áreas clave como la medicina, la robótica y la energía.

Los LCE son polímeros con una estructura molecular única que les permite responder a estímulos externos, como el calor, para transformarse en formas específicas. Este comportamiento abre nuevas posibilidades en la creación de dispositivos que convierten energía térmica en mecánica, lo que podría ser útil en sistemas energéticos avanzados. Por ejemplo, un dispositivo hecho de LCE podría capturar la energía del sol y almacenarla como energía mecánica para ser usada bajo demanda. Además, los LCE ofrece soluciones en el campo de la robótica blanda. Con ellos se pueden crear máquinas flexibles capaces de explorar entornos peligrosos o inaccesibles para los humanos.

Según Roach, los LCE funcionan como «motores blandos», lo que los hace ideales para aplicaciones en dispositivos médicos implantables. Un ejemplo de su uso sería la creación de stents capaces de adaptarse dinámicamente al cuerpo para liberar medicamentos en áreas específicas o para tratar afecciones como la incontinencia mediante implantes uretrales. “Dado que son suaves y compatibles con los tejidos humanos, estos materiales pueden mejorar significativamente las opciones de tratamiento para diversas enfermedades”, explica Roach.

El desarrollo de los LCE ha requerido superar desafíos técnicos. Roach y su equipo, colaboraron con instituciones como Harvard y los laboratorios nacionales Sandia y Lawrence Livermore. Juntos, encontraron una forma de alinear las moléculas de esos elastómeros mediante un campo magnético el procesamiento de luz digital (DLP). Este método permite crear objetos capa por capa con precisión, abriendo la puerta a estructuras complejas que cambian de forma con estímulos específicos.

El equipo también ha explorado el uso de LCE en la amortiguación mecánica, una aplicación crucial para reducir vibraciones en sistemas como puentes, automóviles y edificios. Usando el método de impresión 3D llamado escritura directa de tinta, los investigadores fabricaron dispositivos que disipan energía eficientemente, un punto que demuestra su versatilidad en múltiples industrias.

El trabajo de Roach y sus colegas, respaldado por la National Science Foundation y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, sienta las bases para un futuro donde los materiales inteligentes desempeñen un papel fundamental en la tecnología avanzada.

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*Créditos de todas las fotos: Oregon State University