El material inteligente inspirado en la naturaleza puede transportar micro-objetos.

Los mecanismos adhesivos en el mundo natural, utilizados por los geckos y otros animales cuando caminan al revés en el techo, tienen muchas ventajas, como su capacidad de adherirse con fuerza, sin necesidad de pegamentos ni residuos.

Un equipo de investigación interdisciplinaria de Ciencias Materiales, Química y Biología de la Universidad de Kiel está investigando cómo crear artificialmente estos mecanismos y ha logrado desarrollar un material adhesivo bioinspirado que puede ser controlado remotamente mediante el uso de luz ultravioleta.

De esta manera es posible transportar con precisión objetos en un micro-rango. Los resultados podrían ser interesantes para aplicaciones en diversos campos, como la industria o la robótica. Los resultados del equipo de investigación fueron publicados en la revista Science Robotics el pasado 18 de enero.

Estímulos de luz con efecto reversible

En la naturaleza, los estímulos mecánicos tales como los movimientos musculares aseguran que las piernas de los animales se adhieran a las superficies y puedan ser desprendidas de estas de nuevo. Los científicos de Kiel han reemplazado estos estímulos por luz para controlar su mecanismo adhesivo artificial. Como ventaja, la luz se puede usar con mucha precisión y su efecto es rápidamente reversible, ya que se puede encender y apagar, explica Emre Kizilkan, del grupo de investigación de Morfología Funcional y Biomecánica del Instituto Zoológico, a cargo del profesor Stanislav Gorb.

Los investigadores habían desarrollado un material poroso elástico (LCE, elastómero de cristal líquido) que se curva cuando se ilumina con luz ultravioleta, debido a su estructura molecular especial. Al iluminar este material se dieron cuenta de que cuanto más poroso era, más se doblaba. Decidieron entonces probar a combinar este material elástico, que reacciona bien a la luz, con un material bioinspirado con buenas propiedades adhesivas.

El resultado es un material compuesto adhesivo inteligente que puede ser controlado con luz. Su superficie consiste en microestructuras adhesivas con forma de hongo, como las que se pueden encontrar en los pies de algunas especies de escarabajos.

Gracias a estas microestructuras adhesivas, el material puede pegarse a las cosas. Cuando se hace incidir sobre él la luz, el material se dobla, y su flexión hace que los elementos adhesivos de su superficie se separen del objeto al que están adheridos. De esta forma, finalmente, el material se suelta sin necesidad de  tocarlo o tirar de él.

Los científicos de Kiel han demostrado ya que este nuevo material puede ser utilizado para transportar objetos y que dicho transporte puede ser controlado muy precisamente con la luz, a nivel micro. La luz se utiliza en este caso como “control remoto”.

Por otra parte, el material adhesivo bioinspirado no deja residuos en los objetos, por lo que puede resultar muy interesante para diversos sectores industriales.

Enlaces disponibles:
- Video que muestra cómo el material compuesto recoge una bola de vidrio con un diámetro de un milímetro, lo transporta y lo vuelve a colocar cuando está iluminado con luz ultravioleta (Autor: Emre Kizilkan).
- Publicación original en Science Robotics: Bioinspired photocontrollable microstructured transport device.

Crédito imágenes: Emre Kizilkan, Jan Strübe, CAU/Julia Siekmann.