17/Jul/07

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Nanotubos que refuerzan músculos artificiales

Mejor conocidos como el material ultra-fuerte que un día podría formar los cables de un "ascensor espacial" capaz de elevar a las personas hasta la órbita terrestre, los nanotubos de carbono también tienen un lado elástico.

El descubrimiento de que los nanotubos rebotan después de ser comprimidos repetidamente significa que esta exótica forma de carbono podría ser justo lo adecuado para dar algo de fuerza adicional a los músculos artificiales.

Los ingenieros quieren construir músculos artificiales -actores que cambian de longitud en respuesta a un estímulo- porque crean un movimiento más suave, más parecido al humano que los motores eléctricos o los dispositivos neumáticos. Tales músculos serían utilizados para activar robots, miembros protésicos y piel artificial para implantes.

Los músculos artificiales más prometedores de hoy están basados en polímeros electro-activos (EAP) -plásticos que cambian la forma cuando son activados con electricidad o con químicos. Pero carecen de robustez mecánica y por lo tanto pronto sucumben a la fatiga y fallan. Ahora, unos ingenieros dirigidos por Victor Pushparaj en el Rensselaer Polytechnic Institute en Troy, Nueva York, dicen que los nanotubos de carbono podrían hacer más fuertes los músculos artificiales.

Para evaluar la capacidad de los nanotubos a resistir la fatiga, el equipo tomó un bloque de 2 milímetros cuadrados en el que alinearon verticalmente varios millones de nanotubos, y lo comprimieron repetidamente entre dos placas de acero cada 0.75 segundos durante más de 100 horas. Incluso después de 500.000 compresiones, en que los tubos fueron aplastados repetidamente al 75% de su longitud original, el bloque continuó rebotando a casi su forma original (Nature Nanotechnology, vol 2, p 417). "Los nanotubos se doblaron en forma de zigzag pero recuperaron su forma original cuando la carga fue quitada", dice Pushparaj. El descubrimiento sólo es aplicable a grandes grupos de nanotubos: los nanotubos individuales no rebotan, aunque todavía no está claro por qué.

La eslaticidad, y el descubrimiento de que permanece incluso después de cientos de miles de compresiones, es similar a la capacidad de los verdaderos músculos de regresar a su forma original durante toda una vida de extensiones y contracciones constantes. Por consiguiente, los investigadores ahora están combinando nanotubos con varios EAP -que controlan cuando un músculo artificial se estira- para mejorar su resistencia a la fatiga. Yoseph Bar-Cohen, un ingeniero de músculos artificiales en la NASA de Pasadena, California, está de acuerdo en que la vida de prolongada fatiga de los nanotubos es "una propiedad importante".

Fuente: New Scientist. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard