Los “geles de vidrio” ultraflexibles y curables elaborados a partir de polímeros y disolventes iónicos podrían algún día convertirse en componentes clave de la impresión 3D y la robótica blanda. Aunque está compuesta por entre un 50 y un 60 por ciento de líquido, la nueva clase de materiales no se seca ni se evapora, puede soportar enormes presiones y estirarse hasta cinco veces su forma original sin romperse.
La mayoría de las personas abandonaron los lentes de contacto duros y duraderos hace años en favor de opciones a base de gel por razones bastante comprensibles: los polímeros de gel más suaves y rellenos de líquido son alternativas más cómodas y transpirables que sus predecesores de vidrio. Pero después de algunos experimentos de laboratorio recientes, investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han creado una nueva clase de materiales que combinan las mejores propiedades de ambas opciones.
Como se detalla en un estudio publicado el 19 de junio naturalezaEstos geles de vidrio también poseen cualidades adhesivas únicas y conducen la electricidad de manera más eficiente que los plásticos comunes con atributos físicos similares. Según sus desarrolladores, el proceso de fabricación relativamente simple permite que sus geles de vidrio se curen en cualquier molde o utilizando una impresora 3D.
«La mayoría de los plásticos con propiedades mecánicas similares requieren que los fabricantes creen un polímero como materia prima y luego lo transporten a otra instalación donde el polímero se funde y se le da forma hasta obtener el producto final», dijo Michael Dickey, profesor de ingeniería química y biomolecular en NCSU y dijo el autor del artículo correspondiente, en un comunicado. Publicidad adjunta.
Para hacer un gel de vidrio, Dickey y sus colaboradores mezclaron el precursor líquido del polímero de vidrio con un solvente líquido hecho de iones. Luego, esta solución se vierte en un molde y se cura con luz ultravioleta.
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«Normalmente, cuando se agrega un solvente a un polímero, el solvente separa las cadenas del polímero, haciendo que el polímero sea suave y elástico. Es por eso que las lentes de contacto húmedas son flexibles, mientras que las lentes de contacto secas no lo son», explicó Dickey. Las cadenas moleculares del polímero se separan entre sí, lo que les permite expandirse como un gel. Sin embargo, los iones del disolvente son fuertemente atraídos por el polímero, lo que impide que las cadenas del polímero se muevan.
La inmovilidad hace que el gel sea vidrioso y duro, pero aún así se puede estirar cuando sea necesario. Si bien se pueden usar múltiples polímeros para fabricar geles vítreos, Dickey también señaló que los polímeros cargados o polares son más efectivos porque se sienten atraídos por los líquidos iónicos. Pero aunque los investigadores saben cómo funcionan estas atracciones iónicas, por qué los geles de vidrio son pegajosos sigue siendo un misterio.
«[It is] «Es probablemente la característica más interesante», dijo Dickey. «…Porque si bien entendemos qué lo hace tan duro y elástico, sólo podemos especular sobre qué lo hace tan pegajoso».
Si bien aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, el equipo confía en que los geles de vidrio pueden ser muy prometedores en aplicaciones de fabricación e ingeniería, y está buscando activamente nuevos colaboradores.
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