En un gran invento – crean un material súper – elástico desarrollado por Anthamatten y el estudiante graduado Meng Yuan.
Es un tipo de polímero de memoria de forma, que puede ser programado para conservar una forma temporal hasta que se activa, generalmente por el calor, para volver a su forma original.
«El ajuste de la temperatura es sólo una parte de la historia,» dijo Anthamatten. «Nosotros también diseñamos estos materiales para almacenar una gran cantidad de energía elástica, que les permite realizar el trabajo más mecánico durante su recuperación de forma».
La clave para desarrollar el nuevo polímero fue averiguar cómo controlar la cristalización que se produce cuando el material es enfriado o estirado.
El material se deforma cuando las cadenas de polímero se estiran localmente y pequeños segmentos del polímero se alinean en la misma dirección en áreas pequeñas, o dominios, llamados cristalitos, que fijan el material en una forma deformada temporalmente.
A medida que crece el número de cristalitos, la forma del polímero llega a ser más estable, lo que hace cada vez más difícil que el material vuelva a su estado inicial — o forma «permanente».
La capacidad de ajustar el momento que se desencadena la temperatura de disparo se logró incluyendo enlazadores moleculares para conectar las cadenas individuales del polímero. El grupo de Anthamatten descubrió que los enlazadores inhiben — pero no — cristalizan cuando se estira el material.
Alterando el número y tipos de conectores utilizados, así como está distribuido a lo largo de la red de polímeros, los investigadores de Rochester fueron capaces de ajustar la estabilidad del material y establecer precisamente el punto de fusión en el cual se activa el cambio de forma.
El nuevo polímero reacciona a temperaturas cerca de 35°C, justo por debajo de la temperatura del cuerpo que causa que los cristalitos se rompan aparte y el material pueda volver a su forma permanente.
Tener un polímero con una temperatura precisa de disparo fue sólo uno de los objetivos. De igual importancia, Anthamatten y su equipo querían que el material pudiera ofrecer una gran cantidad de trabajo mecánico mientras se transforma a su forma permanente.
En consecuencia, se dispusieron a optimizar sus redes de polímero para almacenar energía elástica tanto como sea posible.
«Casi todas las aplicaciones de polímeros con memoria requerirá que el material se empuje o tire de su entorno,» dijo Anthamatten. «Sin embargo, los investigadores rara vez miden la cantidad de trabajo mecánico que los polímeros con memoria tienen en realidad.»
El polímero de memoria de forma de Anthamatten es capaz de levantar un objeto de mil veces su peso. Por ejemplo, un polímero del tamaño de un cordón, que pesa alrededor de un gramo, podía levantar una botella de soda de un litro.
Anthamatten dice que el polímero de memoria puede tener una variedad de aplicaciones, incluyendo suturas, piel artificial, calor corporal asistido por médicos dispensadores y uno mismo-montaje de prendas de vestir.
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