Material de resistencia inédita o sensores de última generación muestran la versatilidad de elastómeros “patentados” por las arañas.

Actualmente siempre tenemos el ojo puesto en el desarrollo de nuevos materiales, ya sea para la construcción de edificios o nuevos dispositivos. En ese sentido, la naturaleza es un terreno fértil en el que inspirarse para la innovación.

Probablemente hayas oído hablar de la proverbial resistencia de las telarañas. Se trata de un material flexible y a la vez increíblemente resistente. Sin más prolegómenos, procedemos a explicarte la razón de esas cualidades y cuáles son sus aplicaciones más novedosas.

¿Qué son los elastómeros?

 El término elastómero se deriva de “elástico” y “polímero”. Ahí ya tienes un par de pistas sobre su naturaleza: se trata fundamentalmente de polímeros elásticos. Así, estas estructuras se caracterizan por su potencial de estiramiento y su capacidad de recuperar su forma natural. Un ejemplo básico de elastómero de origen vegetal sería el caucho.

Los elastómeros naturales, tales como los que vemos en el caucho, tienden a fundirse con el calor y a volverse quebradizos con el frío. Para que sean verdaderamente eficaces es necesario aplicar ciertos tratamientos. Por ello, desde principios del siglo XX, los elastómeros sintéticos fueron desplazando a los naturales. Sumando ambos tipos, existen más de veinte tipos distintos de elastómeros, que incluyen el látex, el poliuretano, la silicona o el neopreno. Hoy sus aplicaciones son prácticamente infinitas. Algunas de las más extendidas serían:

• Neumáticos
• Aislamiento de cables
• Tubos
• Guantes
• Mangueras
• Globos
• Limpiaparabrisas
• Gomas de borrar
• Cintas transportadoras
• Prótesis

Además de estas aplicaciones cotidianas, los elastómeros están abriendo la puerta a aplicaciones mucho más revolucionarias. Veamos algunas de ellas.

El material ultrarresistente basado en elastómeros de telarañas

Un material de los más resistentes que se puede encontrar en la naturaleza incorpora moléculas con ocho enlaces de hidrógeno y es el que emplean las arañas para tejer sus trampas. Seguramente, habrás leído alguna vez que las telarañas son más duras que el acero.

Pues bien, en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU, por sus siglas en noruego) se han fijado en ese tipo de estructura molecular para desarrollar un material ultrarresistente.  

Las telarañas, especialmente los anillos concéntricos, aúnan dos cualidades que no suelen ir de la mano: rigidez y dureza. Hasta ahora en el caso de los productos comerciales, cuanto mayor era la rigidez menor era la dureza. Esto se debe a que, cuanto mayor es la rigidez, menor es la disipación de energía. Un ejemplo es el cristal, que es rígido, pero no duro.

Por suerte, los investigadores de la universidad noruega han combinado ambas características en un nuevo material, que tiene una parte dura y otra más blanda. La estructura con enlaces de hidrógeno es óptima para disipar energía, mientras que la parte blanda está fabricada con un polímero con base de silicio conocido como PDMS.    

El material, que además de ser ultrarresistente podría ser también autorreparable, tiene diversas aplicaciones. Por ejemplo, podría emplearse en prendas inteligentes gracias a su capacidad de resistir la torsión.

Telarañas de grafeno

Tal como los elastómeros son extremadamente comunes en nuestra vida cotidiana, existe un material igualmente ubicuo en el terreno de la investigación avanzada. Hablamos, cómo no, del omnipresente grafeno. Una de las últimas aplicaciones de este material basado en el carbono aprovecha las estructuras de la seda de las telarañas y la flexibilidad del PDMS, el polímero que vimos en el caso anterior.

Tal como cuentan en la publicación científica ACS Applied Materials & Interfaces, un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, ha creado un nuevo tipo de sensor de alta flexibilidad y sensibilidad con una estructura E-GWF. Estas siglas corresponden en inglés a “tejido de grafeno relleno de elastómero” y son la clave de una tecnología de gran potencial.

El innovador tejido, que consta de hilos de PDMS con un recubrimiento de grafeno, es piezorresistente. Esto significa que, además de ser flexible, es sensible a las variaciones del campo eléctrico, por lo que podrá utilizarse en sensores epidérmicos y otros dispositivos en contacto con la piel humana.

Fuente: I´MNOVATION

Ingeniería en Mecánica Industrial

Más noticias sobre Ingeniería en Mecánica Industrial