Materiales inteligentes

materiales inteligentes

Polímeros reforzados más resistentes, materiales impresos en 3D con nuevas capacidades, tejidos que leen las señales de nuestro organismo, pantallas flexibles e irrompibles… El mundo de hoy es inteligente y el material que lo compone también.

Qué son los materiales inteligentes y qué aplicaciones reales tienen ya

Electrónica, robótica, biomedicina, ingeniería de tejidos… Las aplicaciones de los materiales inteligentes, también llamados activos o multifuncionales, son numerosas y abren una puerta enorme hacia un futuro conectado. Pero, ¿qué son?

Los materiales inteligentes se adaptan. Reaccionan ante estímulos externos (tensión mecánica, temperatura, humedad, pH, campos eléctricos o magnéticos…) y se transforman. Estas respuestas llegan a ser reversibles y también controlables, lo que significa que podemos predecir su comportamiento y utilizarlo en nuestro favor. Hay diferentes clasificaciones de materiales inteligentes. Así, por ejemplo, los fotoluminescentes reaccionan antes la emisión de luz (incluso la luz fría); los radioluminiscentes se activan sólo con rayos α, β o γ; los piezoeléctricos se activan y reaccionan ante tensiones mecánicas produciendo reacciones eléctricas y viceversa (por ejemplo, el sonar); los cromoactivos cambian de color a consecuencia de los rayos X, temperatura, presión y corriente eléctrica… Pero también existen polímeros sensitivos al pH, nanomateriales ultraligeros y resistentes que se pueden comportar como un sistema biológico llegando a autocurarse; y materiales con efecto térmico de memoria.

Materiales inteligentes: nuevas aplicaciones

¿Sabías que gracias a la inclusión de materiales inteligentes se puede imprimir en 3D sustancias ferromagnéticas capaces de moverse solas en respuesta a la luz, el calor o campos magnéticos? En el MIT han presentado una técnica para imprimir materiales blandos que al ser activados magnéticamente se transforman en una fracción de segundo. ¿Resultado? Un metamaterial mecánico que puede saltar y actuar como un robot que se arrastra, rueda, atrapa objetos y transporta fármacos.

Científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abadalá (KAUST, por sus siglas en inglés), en Arabia Saudita, también han desarrollado un hidrogel eléctricamente conductivo, elástico y con propiedades autocurativas. El nuevo material contiene agua, metal y carburo conocido como MXene. Además de poder estirarse en más del 3.400%, puede volver rápidamente a su forma original y se adhiere a diferentes superficies, incluida la piel. Este tipo de materiales tiene aplicaciones médicas inmediatas como el desarrollo de parches biodegradables que ayudan a sanar las heridas o la creación de dispositivos electrónicos portátiles y dispositivos robóticos sensibles al tacto.

Pero sus creadores van más allá y aseguran que este material sensible y flexible aplicado en el rostro de un usuario puede distinguir diferentes expresiones faciales, como una sonrisa o un ceño fruncido, facilitando la comunicación a pacientes con parálisis extrema. Las tiras del material adherido a la garganta pueden convertir el habla en señales electrónicas. El material inteligente tendría la capacidad además de liberar medicamentos para promover la cicatrización. Estos podrían aplicarse internamente, en órganos enfermos, además de su uso externo en la piel.

mano con material inteligente

Materiales inteligentes: qué son los MOF

Una investigación conjunta entre la Universidad Monash en Australia, la Universidad de Texas en Austin y el instituto CSIRO ha desarrollado un material de última generación llamado “Marco Orgánico de Metal” (MOF) que tiene una superficie interna mayor que cualquier sustancia conocida. Esto permite que sus elementos se puedan usar para capturar, almacenar y liberar compuestos químicos. Los investigadores han visto su aplicación directa para aprovisionar de agua potable a las comunidades que viven cerca del mar. Las esponjas de MOF capturarían la sal y los iones en el agua de mar y facilitarían la potabilización de este recurso.

Por otro lado, un grupo internacional de científicos de la Universidad ITMO en San Petersburgo (Rusia) ha encontrado a su vez un MOF basado en manganeso lo suficientemente estable como para ser de utilidad en la industria farmacéutica. El estudio ha sido aceptado en la revista Royal Society of Chemistry aunque no ha sido publicado.

El futuro es… inteligente

El futuro es inteligente y el desarrollo científico dentro del área de los materiales inteligentes va más allá de las aplicaciones en dispositivos electrónicos o gadgets que hasta ahora conocíamos. Un estudio de Juniper Research apunta que en los próximos años esta tecnología supondrá un negocio de 1.500 millones de euros en todo el mundo, incluyendo textiles y materiales inteligentes. “El futuro de estas tecnologías es totalmente impredecible porque avanzará muchísimo en la próxima década”, apuntan los expertos. ¿Preparados para el futuro?

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