EMBARGADO PARA SU PUBLICACIÓN 25-NOV-2021 11:00 ET
Con la capacidad de soportar el peso de un elefante, una nueva “súper gelatina” desarrollada por investigadores de la Universidad de Cambridge podría usarse algún día para avanzar en la comprensión de los principios científicos desde la robótica hasta la bioelectrónica.
Aunque está hecho de 80% de agua, una combinación de moléculas especialmente diseñada permite que el cuadrado gelatinoso se endurezca y actúe como vidrio irrompible cuando se comprime. Para demostrarlo, los científicos atropellaron el material con un automóvil.
El comportamiento de un material se basa en su estructura molecular en un concepto conocido como propiedades de la materia, que describen los cuatro estados comunes de la materia en el universo: sólido, líquido, gas y plasma. Moléculas en liquidos, por ejemplo, se mantienen juntas sin apretar y se mueven sin apretar de un lugar a otro. En un sólido, por otro lado, las moléculas se mantienen juntas y no tienen espacio para moverse.
Descrito en la revista científica revisada por pares Materiales de la naturaleza, la gelatina se creó utilizando lo que se conoce como polímero supramolecular, que imita las proteínas naturales y une las moléculas. Las moléculas en forma de barril conocidas como cucurbiturils sirven como “esposas moleculares” para sujetar otras moléculas dentro de su cavidad que, cuando se unen, crean polímeros que colectivamente forman un hidrogel. Los polímeros tienen “interacciones on / off” que controlan las propiedades mecánicas de los materiales.
Juntos, estos cucurbituriles crean polímeros que en conjunto producen hidrogel que puede resistir la compresión.
“Para fabricar materiales con las propiedades mecánicas que queremos, utilizamos reticuladores, donde dos moléculas se unen a través de un enlace químico”, dijo el autor del estudio. Zehuan Huang en un comunicado de prensa.
“Usamos reticuladores reversibles para hacer hidrogeles suaves y elásticos, pero hacer un hidrogel duro y comprimible es difícil, y diseñar un material con estas propiedades es completamente contradictorio”.
El descubrimiento “sorprendente” tiene potencial para su uso en tecnología de robótica blanda, reemplazo de cartílago y bioelectrónica.
“Con un 80% de contenido de agua, uno pensaría que se rompería como un globo de agua, pero no es así: permanece intacto y soporta enormes fuerzas de compresión”, dijo el autor del estudio Oren Scherman, director de la Universidad Laboratorio Melville para la síntesis de polímeros. “Las propiedades del hidrogel aparentemente están en desacuerdo”.
En conjunto, representa una nueva era de “materiales blandos de alto rendimiento”.
Fuentes
Huang, Zehuan. “Redes de polímeros supramoleculares similares al vidrio altamente comprimibles”. Materiales de la naturaleza.
Laboratorio Melville para la síntesis de polímeros | Laboratorio Melville de Síntesis de Polímeros. https://www.ch.cam.ac.uk/group/melville/melville-laboratory-polymer-synthesis. Consultado el 24 de noviembre de 2021.
Movimiento de partículas. https://www.education.vic.gov.au:443/school/teachers/teachingresources/discipline/science/continuum/Pages/particles.aspx. Consultado el 24 de noviembre de 2021.
“Los científicos describen ‘moléculas danzantes’ capaces de reparar lesiones de la médula espinal”. Snopes.Com, https://www.snopes.com/news/2021/11/11/dancing-molecules-spinal-cord/. Consultado el 24 de noviembre de 2021.
