Músculos artificiales de fibras de nailon
Los músculos artificiales, materiales que se contraen y expanden de una forma parecida en algunos aspectos a como lo hacen las fibras musculares, pueden tener muchas aplicaciones, desde en la robótica hasta como componentes de maquinaria en las industrias del automóvil y la aviación. Ahora, unos investigadores han ideado uno de los sistemas más sencillos y de menor coste hasta la fecha para desarrollar tales “músculos”, basados en la conducta de un material que reproduce alguno de los movimientos de flexión que efectúan los tejidos musculares naturales.
El ingrediente clave, barato y omnipresente, es la fibra ordinaria de nailon.
El nuevo método para aprovechar este material reside en dar forma y calentar las fibras de una forma particular. Así lo han comprobado Ian Hunter y Seyed Mirvakili, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos.
Con anterioridad, los investigadores habían establecido el principio básico de utilizar bobinas trenzadas de filamento de nailon para reproducir la actividad muscular lineal. Mostraron que para un tamaño y un peso dados, tales dispositivos podrían extenderse y retraerse más, y almacenar y liberar más energía, que los músculos naturales. Pero los movimientos de flexión, como los de los dedos y extremidades humanos, demostraron ser más dificultosos y no habían sido aún alcanzados en un sistema sencillo y barato hasta el nuevo trabajo del MIT.
Hay algunos materiales ya disponibles que se pueden utilizar para producir estos tipos de movimientos de flexión. Sin embargo, estos suelen usar materiales exóticos para realizar el trabajo, y son muy caros y muy difíciles de fabricar.
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La imagen muestra los pasos de fabricación a partir de un filamento circular en bruto (ver la zona inferior) hasta obtener un músculo artificial flexible completamente funcional. (Imagen: Felice Frankel y Seyed Mohammad Mirvakili)
El nuevo sistema basado en nailon, en cambio, utiliza un material barato y un proceso de fabricación simple, demostrando además una longevidad de ciclos de flexión muy buena.
Los investigadores han demostrado que el material puede mantener su rendimiento después de al menos 100.000 ciclos de flexión, y que es capaz de flexionarse y retraerse a una velocidad de al menos 17 ciclos por segundo.
Hunter aventura que algún día las aplicaciones para tales fibras podrían incluir a ropa que se contraiga para ajustarse perfectamente al contorno de un cuerpo en particular, reduciendo así drásticamente el número de tallas distintas que necesitaría producir un fabricante y mejorando al mismo tiempo la comodidad y el encaje. Por otro lado, las fibras podrían ser utilizadas en zapatos que se apretarían por sí mismos al ponerlos, obteniendo las ventajas de los cordones sin necesidad de incorporar estos, o que ajustarían su forma y rigidez durante cada zancada.
El sistema podría permitir también la creación de catéteres autoajustables u otros dispositivos biomédicos con esa cualidad. Y a largo plazo, podría llevar incluso a sistemas mecánicos como paneles exteriores para vehículos que ajusten su forma aerodinámica para adaptarse a los cambios debidos a la velocidad o las condiciones del viento.
