Los músculos artificiales, formados con materiales que se contraen y se expanden al igual que las fibras musculares, pueden aplicarse en campos que no están vinculados necesariamente a las prótesis artificiales, desde la robótica hasta componentes en la industria del automóvil o la aviación. El problema es que hasta ahora los materiales usados en este tipo de avances eran muy caros, como los nanotubos de carbono o, si eran más fáciles de conseguir, no tenían un ciclo de vida muy extenso. Si los primeros tenían una vida de más de un millón de ciclos, los materiales más económicos y disponibles apenas si alcanzaban los mil ciclos.
Ahora, investigadores del MIT, han desarrollado un sistema para producir estas fibras musculas de modo simple y con un precio muy reducido, conservando las propiedades de flexión y extensión a lo largo de un ciclo extenso. Y el ingrediente clave, es la fibra de nylon.
El nuevo enfoque radica en dar forma y calentar las fibras de una manera particular. Algunos materiales, como el nylon, tienen una propiedad inusual: cuando se calientan, se encogen en longitud, pero se expanden en diámetro y esta es precisamente la cualidad de la que se han aprovechado los expertos, liderados por Seyed Mirvakili e Ian Hunter para conseguir este tipo de músculos artificiales.
Aunque también reconocen que se enfrentaron a dificultades a la hora de conseguir los resultados, publicados en Advanced Materials. Una de las limitaciones de este tipo de materiales, es que después de calentarse y contraerse, tardan algún tiempo en enfriarse de nuevo. «La velocidad de enfriamiento – explica Mirvakili en un comunicado – puede ser un factor limitante. Pero nos dimos cuenta que podría ser utilizado a nuestro favor: si se calienta solo un lado de la fibra, ese lado comience a contraerse más rápido de lo que el calor puede penetrar hasta el otro lado, y por lo tanto puede producir un movimiento de flexión en la fibra. Se necesita una combinación de ambas propiedades para conseguir el efecto de contracción y relajación propio de los músculos artificiales”. Y el calor se consigue mediante diferentes fuentes, incluyendo resistencia eléctrica, reacciones químicas o un rayo láser que brilla sobre el filamento.
Los investigadores han demostraron que, en estas condiciones, las fibras de nylon usadas, alcanzan un ciclo de vida de unas 100.00 flexiones y una velocidad de hasta 17 ciclos por segundo.
Los autores sugieren que las aplicaciones para tales fibras podrían incluir ropa que se contraiga para ajustarse a los contornos de un cuerpo, reduciendo drásticamente el número de tamaños diferentes que un fabricante necesitaría producir, mejorando al mismo tiempo la comodidad y el ajuste. O bien, las fibras podrían ser usadas en zapatos que se apretaran cuando se ponen o ajustan su rigidez y forma durante cada paso. También se podría usar en medicina para catéteres autoajustantes u otros dispositivos biomédicos. Y en el largo plazo, podría incluso conducir a sistemas mecánicos como los paneles exteriores de vehículos que ajustan su forma aerodinámica para adaptarse a los cambios en las condiciones de velocidad y viento o sistemas automáticos de seguimiento de paneles solares que utilizarían el exceso de calor generado por los propios paneles para mantenerse orientados hacia el Sol.
Fuente: Juan Scaliter / Quo