Se trata de una sustancia sólida y a la vez elástica, con aplicaciones prometedoras en ámbitos como la robótica y el desarrollo de componentes militares.
El secreto del metamaterial es su capacidad para absorber y liberar grandes cantidades de energía. (Foto: Adobe Stock/Video: UMASS)
Un nuevo material con cualidades sorprendentes emerge en escena, cortesía de investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst, en Estados Unidos. Se trata de una sustancia sólida similar al caucho capaz de absorber y liberar grandes cantidades de energía. Tanto, que al estirarse más allá de cierto punto puede viajar a una distancia superior a los 1.5 kilómetros.
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Alfred Crosby, profesor de ciencia e ingeniería en la mencionada institución y autor principal del estudio, compara a su creación con una super banda elástica que, en este caso, tiene capacidades prometedoras y aplicaciones en diversos ámbitos, desde la robótica hasta la defensa militar.
En términos técnicos, se trata de un metamaterial, un término que refiere a materiales inteligentes que presentan una amplia gama de propiedades y que coinciden en su origen artificial. Es decir, no los encontraremos de tal modo en la naturaleza.
Un metamaterial prometedor: las características de la supersustancia
Según explicaron los investigadores en un artículo publicado en la revista de la Academia Nacional de las Ciencias de Estados Unidos, el material que crearon es a la vez sólido y elástico. Otra de sus propiedades entusiasma: puede ser programado, es decir, modificado de acuerdo a diversas necesidades y/o usos.
¿Para qué puede utilizarse, en la práctica? Los especialistas mencionan desde la adición de potencia para los robots (una provechosa fuente de energía), hasta el desarrollo de protecciones como cascos o chalecos antibalas. Esos usos no sorprenden cuando se lee la letra chica del informe, donde se indica que la investigación contó con el apoyo de los laboratorios del Ejército de Estados Unidos.
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En los videos divulgados vislumbramos algunas de las características del supermaterial. Se trata de un elástico con imanes incrustados en diferentes direcciones para cambiar de fase (es decir, pasar de un estado a otro) y de ese modo amplificar la cantidad de energía que puede absorber o liberar. “Los cambios de fase no se limitan a las mutaciones entre los estados líquido, sólido y gaseoso; también puede ocurrir de una fase sólida a otra”, explica en un artículo la Universidad de Massachusetts Amherst.
La virtud de este ingenio es doble: puede absorber muchísima energía (por eso es útil para desarrollar elementos de protección) y también liberar grandes cantidades (de allí sus funciones como generador).
Un desarrollo inspirado en la naturaleza: desde rayos hasta hormigas
Igual que el arte, es habitual que la ciencia tome inspiración del mundo que nos rodea. La creación de este metamaterial no es la excepción: según reconocieron los investigadores, los rayos que se ven en el cielo, las hormigas con mandíbulas poderosas y algunas plantas carnívoras fueron sus musas para crear la nueva sustancia. “Llevamos la velocidad de esos elementos a un nuevo nivel”, comentó Xudong Liang, profesor del Instituto de Tecnología de Harbin, en China, que participó en el estudio, en referencia a los movimientos ultrarrápidos del invento.
“Al incrustar pequeños imanes en el material elástico, podemos controlar sus transiciones de fase. Y debido a que el cambio es predecible y repetible, podemos diseñarlo para que haga exactamente lo que queremos que haga: absorber la energía de un gran impacto o liberar grandes cantidades de energía para un movimiento explosivo”, explicó Liang, que cursa su doctorado en la universidad estadounidense.
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Para el avance de la iniciativa, los investigadores debieron lidiar con la imprevisibilidad propia de ciertos metamateriales. Al respecto, Crosby celebró la superación de esos desafíos, y concluyó al señalar que no sólo crearon un nuevo material sino también “algoritmos de diseño que permiten que se programen con respuestas específicas, haciéndolos predecibles”.