Una nueva fibra de alta tecnología combina la elasticidad del caucho con la fuerza del metal. Ha sido desarrollada por científicos en Estados Unidos.

El material fuerte e irrompible simula la piel humana pero también conduce electricidad y se repara a sí mismo después de ser usado, factores importantes para mecanismos de eléctrica estirable y robótica suave.

Puede ser usado también como material para empacar o la nueva generación de textiles.

“Una buena forma de explicar este material es pensar en tiras de caucho y cables de metal», dijo Michael Dickey PhD en North Carolina State University.

“Una banda de caucho puede estirarse mucho, pero no se requiere mucha fuerza para estirarlo. Un cable de metal requiere mucha fuerza para estiralo, pero no soporta tanta sin romperse. Se rompe antes de que puedas estirarlo mucho. Nuestras fibras tienen lo mejor de ambos mundos.»

“Los materiales fuertes que se encuentran en la naturaleza mantienen la integridad estructural de varios tejidos biológicos ante cargas externas. El colágeno, por ejemplo, fortalece la piel en una red compuesta de fibras agrupadas que rápida y efectivamente disipan energía y previenen que los cortes se expandan. Los músculos humanos están fortalecidos por biomoléculas de proteínas llamadas titinas, las que se despliegan reversiblemente para absorber las cargas de tensión.

“Este tipo de tejidos no sólo necesitan estirarse para acomodarse a las tensas deformaciones sino que también deben ser fuertes para evitar daños mecánicos.»

“ La habilidad para imitar estas propiedades es importante para ambas funciones prácticas (por ejemplo los protectores de paquetes y protectores de equipos) y aplicaciones emergentes que sufren estiramientos (por ejemplo electrónicos estirables, robóticas suaves y piel electrónica)»

Esta nueva fibra tiene en el centro el metal galio rodeado de un polímero elástico, que es mucho más fuerte que el de un cable de metal o una vaina de polímero por sí solos.

Al exponerlo ante el estrés, la fibra tiene la fuerza del centro de metal -pero cuando el metal se quiebra, la fibra no falla ya que la vaina del polímero absorbe la tensión entre los quiebres y transfiere el estrés nuevamente hacia el centro del metal.

La respuesta es similar a como los tejidos humanos mantienen juntos a los huesos que se rompen.

“Cada vez que el centro de este metal se quiebra disipa energía, permitiendo a la fibra que continúe absorbiendo la energía mientras se alarga,» dice Dickey. “En vez de partirse en dos al estirarse, se puede estirar hasta siete veces más que su tamaño original antes de que falle, mientras causa varias rupturas adicionales en el cable en el camino.»

“Para pensarlo de otra manera, la fibra no se partirá ni dejará caer un gran peso. En vez de eso, al liberar energía repetitivamente por medio de quiebres internos, la fibra disminuye el peso lento pero seguro.»

El centro de galio es también conductor, pero pierde conductividad cuando el centro interno se quiebra. Pero las fibras pueden ser reusadas al derretir el centro del metal que lo une nuevamente.

El autor del estudio correspondiente dice: » Hay mucho interés de la ingeniería en materiales que imiten la fortaleza de la piel. Y hemos desarrollado una fibra que supera la fortaleza de la piel pero aún así es elástica como la piel.

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“Usamos galio para probar que este concepto funciona, pero las fibras pueden ser giradas para alterar sus propiedades mecánicas, o retener funcionalidad en altas temperaturas, al usar diferentes materiales en el centro y en la cubierta.

“Esto es solo una prueba del concepto, pero tiene mucho potencial. Estamos interesados en ver cómo estas fibras pueden ser usadas en robótica suave o cuando se entreteja en textiles para varias aplicaciones».

El estudio está publicado en el journal Science Advances.

(MIRA el video educativo a continuación)

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Traducido al español por Aletheia Jurado

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