Crean un plástico sensible al tacto que se repara a sí mismo

La piel humana es un invento excepcional. No solo es sensible, lo que permite enviar al cerebro la información precisa sobre presión y temperatura del exterior, sino que también logra repararse eficientemente para conservar una barrera que nos proteja frente a las agresiones del mundo. Los científicos han combinado estas dos características en un material sintético. En concreto, el material puede sentir la presión y repararse a sí mismo cuando se daña o se corta.

"En la última década, ha habido grandes avances en piel artificial , pero incluso los materiales que eran más eficaces en repararse a sí mismos tenían grandes inconvenientes", explica Zhenan Bao, ingeniero químico y uno de los autores de la investigación. Algunos de esos materiales tenían que estar expuestos a altas temperaturas para repararse, lo que los hace impracticables para su uso en el día a día. Otros podían repararse a temperatura ambiente, pero eso suponía cambiar su mecánica y estructura química, así que solo podían hacerlo una vez. Además, ninguno era un buen conductor de electricidad, una propiedad muy importante para que pueda interactuar con el mundo digital.

Los investigadores comenzaron con un plástico consistente en una larga cadena de moléculas unidas por hidrógeno. "Estas uniones dinámicas permiten al material autorepararse", explican los investigadores. Las moléculas se rompen fácilmente, pero entonces, cuando reconectan, las uniones se reorganizan y restauran la estructura del material después de que este se dañe. El resultado es un material flexible.

A este polímero flexible, los investigadores añadieron pequeñas partículas de níquel, el cual incrementa su fuerza mecánica y facilita que sea un conductor eléctrico . El resultado es un polímero de características poco comunes. "La mayoría de los plásticos son buenos aislantes, pero este es un excelente conductor", dice Bao.

Los investigadores tomaron una banda de material y lo cortaron por la mitad con un bisturí. Después de presionar las piezas juntas durante unos segundos, se dieron cuenta de que el material volvía a tener el 75% de su fuerza y conductividad eléctrica originales. El material se reparó casi en un 100% en treinta minutos . "Incluso la piel humana tarda días en repararse, así que esto es bastante bueno", dice el equipo. Además, la misma muestra podía ser cortada repetidamente en el mismo lugar. Después de 50 cortes y sus consiguientes reparaciones, la muestra se comportaba como el original.

El equipo también estudió la manera de utilizar el material como un sensor. Para los electrones que forman una corriente eléctrica, tratar de pasar a través de este material es como tratar de cruzar un arroyo saltando de piedra en piedra. Las piedras en esta analogía son las partículas de níquel, y la distancia que los separa determina la cantidad de energía que un electrón tendrá que liberar para moverse de una piedra a otra.

Los investigadores dicen que el material es lo suficientemente sensible para detectar la presión de un apretón de manos . Podría, por lo tanto, ser ideal para ser utilizado en prótesis . El material es sensible no solo a la presión sino también a la flexión, por lo que una extremidad protésica podría algún día ser capaz de registrar el grado de curvatura de una articulación.

Hay otras posibilidades comerciales. Los aparatos eléctricos y los cables recubiertos de este material podría repararse a sí mismos y obtener electricidad que fluya de nuevo sin un mantenimiento costoso ni complicado, sobre todo en la dificultad de alcanzar lugares como el interior de las paredes de un edificio o en vehículos.

El siguiente paso para el equipo es convertir el material en elástico y transparente, de modo que pueda ser que sea apto para el embalaje y la superposición de los dispositivos electrónicos o pantallas de visualización.