Los científicos de la Universidad de Harvard han desarrollado un tipo de material que puede programarse para moverse en respuesta a diversos estímulos, incluida la luz. Una posible aplicación, dice el grupo, podría ser en paneles solares con microestructuras integradas que rastrean al sol sin ninguna entrada de energía.
Los científicos del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) han creado un material conocido como un elastómero de cristal líquido (LCE), que dicen que puede programarse para moverse en respuesta a estímulos.
Una aplicación que podría ser posible gracias a este descubrimiento es la creación de un material diseñado para moverse en respuesta a la luz. Los investigadores dicen que una microestructura construida a partir de un material de este tipo podría integrarse en un panel solar, permitiéndole rastrear el sol a través del cielo sin ningún aporte energético adicional.
Los investigadores se inspiraron para crear dicho material mediante la observación de funciones similares que se ven en la naturaleza, por ejemplo, las estructuras similares a pelos o “setas” en la parte inferior de los pies de un gecko, que poseen una composición altamente flexible para permitir que la criatura se agarre a tantas superficies diferentes.
Las LCE, descritas en el artículo Microestructuras poliméricas multirresistentes con codificación predeterminada y deformabilidad autorregulada, publicadas en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU., Pueden deformarse y cambiar de forma en respuesta al calor, la luz y la humedad, dependiendo de Sus propiedades químicas y materiales específicas. Al exponer los materiales precursores a un campo magnético a medida que se sintetizaba la LCE, los investigadores encontraron que podían determinar la forma en que la forma se deformaría cuando se calentara y hacer que volviera a su forma inicial a temperatura ambiente.
La idea del panel solar de seguimiento autónomo presentada por el equipo de Harvard se basa en otro tipo de LCE, que se programó para reconfigurarse en respuesta a la luz. “Cuando la estructura se iluminó desde cierta dirección, el lado que mira hacia la luz se contrajo, lo que hace que la forma se doble hacia la luz”, explican los investigadores, y agrega: “Este tipo de movimiento autorregulado permite que las LCE se deformen en respuesta a su entorno y reorientarse continuamente para seguir de forma autónoma la luz “.
Los investigadores también identifican otras posibles aplicaciones, como el cifrado, la robótica y los materiales adhesivos. Y el laboratorio espera descubrir usos en un rango aún más amplio de campos a medida que su trabajo y comprensión de LCES continúe mejorando.
“Hacer preguntas fundamentales sobre cómo funciona la naturaleza y si es posible replicar las estructuras y procesos biológicos en el laboratorio es el núcleo de los valores del Instituto Wyss”, dice el director fundador de los institutos, Donald Ingber. “Esto a menudo puede llevar a innovaciones que no solo coinciden con las habilidades de la naturaleza, sino que las mejoran para crear nuevos materiales y dispositivos que de otra forma no existirían”.
