Los nuevos músculos artificiales, movidos con electricidad, resultarán útiles para tecnologías diversas, desde la robótica a la administración de fármacos o a la captura y almacenamiento de energía. Además, prometen mejorar enormemente la calidad de vida de millones de personas con discapacidad
Gracias a sus propiedades ópticas, eléctricas y mecánicas únicas el grafeno se utiliza en electrónica, en almacenamiento de energía, materiales compuestos y biomedicina. Ahora, Ingenieros de la Escuela de Ingeniería de Pratt de la Universidad de Duke en Estados Unidos, han creado con grafeno músculos artificiales.
Para lograrlo, han combinado redes de carbono del espesor de un átomo con polímeros (macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas o monómeros) y además de crear estos músculos han descubierto materiales únicos con una amplia gama de aplicaciones. Estas redes están compuestas por carbono puro y tienen el aspecto de una tela metálica, si se observan bajo una lupa. Los investigadores han unido el grafeno a una película de caucho previamente estirada en sucesivas ocasiones, a partir de su tamaño original. A medida que el caucho se distendía, el grafeno separado se comprimió hasta arrugarse. Pero cuando la película de goma se volvió a estirar, el grafeno adherido empujó al grafeno arrugado hasta estirarlo. “De esta forma, puede controlarse el arrugamiento y el estiramiento de un área extensa de grafeno de espesor atómico, simplemente estirando y distendiendo una película de caucho, incluso a mano”, explica Xuanhe Zhao, ingeniero de la Universidad de Duke.
Este alótropo del carbono es muy difícil de manejar porque se arruga fácilmente, lo que, dependiendo de las circunstancias, puede ser una característica positiva o negativa. Hasta ahora los científicos no habían sido capaces de controlar el arrugamiento y el estiramiento de grandes superficies de grafeno, para aprovechar todas sus propiedades. “Nuestro método abre vías a una explotación sin precedentes de las propiedades del grafeno arrugado y de las funciones del grafeno “, asegura Jianfeng Zang, quien ha sido el primero en escribir sobre el descubrimiento en la revista Nature Materials.”Por ejemplo, gracias a este sistema podemos ajustar el grafeno para que sea transparente u opaco arrugándolo, y volver a ajustarlo estirándolo”, añade Zang.
Xuanhe Zhao, compara este aspecto del grafeno con la diferencia entre el papel normal y el papel mojado. “Si se arruga un papel normal, puede volver a aplanarse muy fácilmente. Sin embargo, el grafeno se parece más a un pañuelo de papel mojado. Es muy delgado y pegajoso, y difícil de desplegar una vez arrugado. Nosotros hemos desarrollado un método para resolver este problema, y controlar así el arrugamiento y el estiramiento de extensas películas de grafeno”.
Además del estiramiento, han combinado el grafeno con películas de polímeros diferentes para desarrollar un material que puede actuar como tejido muscular artificial, contrayéndose y expandiéndose a demanda. Los movimientos podrían controlarse con electricidad. Cuando ésta se aplicara al músculo de grafeno, este se expandiría. Cuando la electricidad se retirase, el músculo se relajaría. Variando el voltaje podría dirigirse, además, el grado de contracción o de relajación. “Los nuevos músculos artificiales resultarán útiles para tecnologías diversas, desde la robótica a la administración de fármacos o a la captura y almacenamiento de energía”, señala Zhao y añade que “en particular, prometen mejorar enormemente la calidad de vida de millones de personas con discapacidad, que podrán contar con dispositivos como prótesis ligeras. El impacto de los nuevos músculos artificiales podría ser análogo al de los materiales piezoeléctricos en la sociedad global “.
