Músculos artificiales realizados con nanotubos de carbono

Publicado: 23 octubre, 2011 en Tecnologia

 

Nanotubos de carbono

Tanto los nanotubos de carbono, como el grafeno, son materiales que están siendo utilizados como base para muchas investigaciones. Hemos conocido la aplicación de los nanotubos de carbono como sustitutos de los cables eléctricos o como material sobre el que construir pantallas flexibles, trabajos que explotan sus propiedades eléctricas y sus propiedades mecánicas. Investigadores de Australia, EE.UU., Canadá y Corea del Sur han decidido sumar estos dos ámbitos y aplicar los nanotubos de carbono como base sobre la que construir músculos artificiales que puedan utilizarse en prótesis o, incluso, en robots.

¿Músculos artificiales? Quizás con ese nombre alguien pueda pensar en músculos desarrollados de manera artificial y que puedan injertarse en seres humanos pero esa no es su aplicación; sino que se les llama así porque su función es la de generar movimiento cuando se contraen, al igual que los músculos de los seres vivos. Hasta ahora, los músculos artificiales se realizaban con polímeros y otros materiales que podían cambiar de tamaño y forma de manera que sirviesen de estructura a prótesis artificiales (ofreciendo la tensión similar a la de un músculo cuando se necesita aplicar cierta fuerza), sin embargo, existen pocos materiales que se vean sometidos a una torsión cuando se les aplica una corriente eléctrica.

Los investigadores han sido capaces de crear músculos artificiales que ofrecen una torsión hasta 1.000 veces superior que cualquier otro material gracias a la utilización de nanotubos de carbono, encontrando una torsión similar a la de los tentáculos de un pulpo o la trompa de un elefante. Gracias a dicha torsión, los investigadores sometieron estos materiales a una velocidad de giro de 600 revoluciones por minuto sosteniendo un peso 2.000 veces superior al del propio material que éste pudo resistir. De hecho, estos músculos artificiales que son 100 veces más fuertes que el músculo natural y, además, mucho más flexibles que el caucho.

¿Y cómo está formado este material? Los hilos se han generado a partir de la agrupación de múltiples nanotubos de carbono que se trenzan formando un hilo de alta resistencia que es lo que los investigadores han denominado músculo artificial. Estos músculos se mueven gracias a la conexión de un electrodo y la inmersión de éste en un electrolito. Los iones del electrolito entran en el hilo y hacen que se hinche, se contraiga y gire a lo largo de su longitud.

Que se produzca una torsión en una fibra es fascinante y puede llevarnos a encontrar aplicaciones mecánicas que hasta ahora han sido imposibles de obtener con cualquier otro material. […] El esfuerzo de torsión que se puede generar por unidad de masa de la fibra es comparable a la de los grandes motores eléctricos

Nanotubos de carbono

El hilo que han obtenido mediante los nanotubos de carbono podría utilizarse, además, para miniaturizar los motores eléctricos, los compresores y las bobinas e integrarlas en un único chip, lo cual podría abrir la puerta al desarrollo de una nueva generación dispositivos MEMS y NEMS. ¿Y qué podría suponer el desarrollo de este tipo de materiales? Desde el punto de vista de las prótesis, se podrían obtener prótesis mucho más fuertes que viniesen dotadas de motores y correas basadas en este tipo de material, de manera que fuesen mucho más resistentes, ofreciesen mayor fuerza de agarre y, además, podrían ser mucho más ligeras; ventajas que se podrían trasladar al desarrollo de robots, por ejemplo, en el ámbito de la industria y las cadenas de montaje.

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