El ICMM participa en un estudio que ha diseñado un material orgánico que responde de forma rápida y reversible a estímulos lumínicos.
Este descubrimiento abre la puerta al desarrollo de sistemas bioinspirados complejos en los que materiales sintéticos puedan replicar funciones propias de organismos vivos.
Un nuevo material capaz de moverse de forma controlada y rápida con solo la aplicación de luz ultravioleta. Este es el descubrimiento que acaba de hacer un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), parte del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en un trabajo internacional recién publicado en la revista Nature Communications. Los resultados del estudio, elaborado en colaboración con la Universidad de Nueva York de Abu Dhabi, prometen revolucionar la robótica blanda, dispositivos biomiméticos como músculos artificiales o incluso sistemas de protección térmica en aeronáutica.
“La luz solar es la fuente de energía más limpia que existe, pero su aprovechamiento aún es un reto tecnológico, necesitamos desarrollar materiales que respondan a estímulos lumínicos de forma rápida y controlada”, explica Felipe Gándara, investigador del ICMM-CSIC y parte del trabajo. Su compañero, el también científico José Ignacio Martínez, añade: “Actualmente se están explorando materiales que cumplen esta función pero que tienen muchas contraindicaciones, pues suelen estar fabricados con materiales como polímeros supramoleculares o cristales líquidos que tienen una tolerancia muy limitada frente a condiciones ambientales adversas, además de necesitar un tipo de fabricación muy costosa”.
La solución que proponen estos investigadores se basa en una red orgánica covalente cargada (COF, por sus siglas en inglés), un tipo de material orgánico poroso y cristalino que aporta robustez y estabilidad química y que, además, puede diseñarse según las funcionalidades que se necesiten. “Su comportamiento bajo irradiación ultravioleta revela un mecanismo de actuación inédito hasta la fecha”, destaca Gándara, al tiempo que puntualiza que el uso de esta clase de materiales aún es “raro y en una fase muy temprana de su desarrollo”.
Cuando el material es sometido a luz ultravioleta “el resultado es un movimiento de flexión extremadamente rápido, de unos 100 grados en apenas tres segundos”, detalla Martínez, que indica que este movimiento es, además, reversible y modulable según el espesor del material, la intensidad de la luz aplicada y la humedad del ambiente donde se trabaje, lo que abre la puerta a un amplio rango de aplicaciones.
Además de su capacidad de movimiento, el material responde también a otros estímulos como el amoníaco, convirtiéndolo en un candidato ideal para sensores químicos o dispositivos de detección ultrasensibles. No solo eso, sino que el material es capaz de generar calor de forma controlada a partir de esa luz ultravioleta: “Esta propiedad ha sido explorada prevenir la formación de hielo o para descongelar superficies expuestas a bajas temperaturas. Uno de los ejemplos más prometedores es el posible recubrimiento de alas de aeronaves o depósitos de combustible a gran altitud”, describe Martínez.
Para los autores, este descubrimiento abre la puerta al desarrollo de sistemas bioinspirados más complejos, donde materiales sintéticos puedan replicar funciones propias de organismos vivos, como el movimiento, la sensibilidad al entorno o la regulación térmica.
