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Polímeros que reaccionan y se mueven con la luz pudieran servir para nuevos dispositivos eléctricos

09 de noviembre 2013 - Microvehículos y otros dispositivos que pueden cambiar de forma o moverse sin otra fuente de energía que no sea un rayo de luz pueden ser posibles a través de una investigación dirigida por la Universidad de Pittsburgh. Los investigadores están estudiando polímeros que se mueven de golpe cuando vienen activados por la luz, convirtiendo de este modo energía lumínica en trabajo mecánico, potencialmente eliminando la necesidad de componentes de las máquinas tradicionales, tales como interruptores y fuentes de energía .

"Me gusta comparar esta acción con la de una Venus atrapamoscas", dice M. Ravi Shankar, autor principal del estudio y profesor asociado de ingeniería industrial en la Escuela Swanson de Ingeniería de la Universidad. "El mecanismo subyacente que permite la Venus atrapamoscas capturar sus presas es lento. Pero debido a que su estructura interna está acoplado para utilizar la inestabilidad elástica, se produce una acción de golpe, y esto proporciona el poder de cerrar la trampa rápidamente. Un mecanismo similar actúa en el pico del colibrí para ayudar a atrapar insectos."

La investigación fue realizada por Shankar en colaboración con Timothy J. White del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de Wright-Patterson y Matthew Smith, profesor asistente de ingeniería en el Hope College de Holland, Michigan.

Enfocándose en esta inestabilidad elástica, Shankar examinó los materiales poliméricos, preparados por investigadores del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, que mostraron tasas de actividad y potencias de salida sin precedentes. Con la luz de un pequeño puntero láser manual, los polímeros generan altas cantidades de energía para convertir la luz en trabajo mecánico sin ninguna fuente de energía adicional. Se pudieran programar previamente unas funciones específicas en el material de modo que el dispositivo podría ejecutarlas una vez expuesto a una fuente de luz y controlar su actuación simplemente cambiando el carácter de la luz.

"Cuando miramos a las aplicaciones del mundo real, se pudiera activar un interruptor simplemente iluminándolo", dice Shankar . "Por ejemplo, usted podría desarrollar máquinas blandas como stents y otros dispositivos biomédicos que pueden ser más adaptables y fáciles de controlar . En un mecanismo más complejo, podríamos imaginar una estructura robótica o cuya transformación sea impulsada por la luz, o microvehículos que serían más compactos porque se eliminaría la necesidad de un sistema de energía a bordo. El potencial de trabajo está integrado en el propio polímero y viene activado por la luz" .

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