[ad_1]
(noticias nanowerk) Investigadores de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio (TUAT) han desarrollado nuevas formas de producir materiales finamente estructurados, suaves, flexibles y estirables llamados hidrogeles. Su trabajo amplía el campo emergente de los “hidrogeles de kirigami”, en los que los patrones se cortan en una película delgada que luego puede hincharse hasta formar estructuras complejas de hidrogel.
La investigación se publica en la revista. Ciencia y tecnología de materiales avanzados. (“Plasticidad adaptativa del hidrogel de kirigami auxético preparado a partir del hinchamiento anisotrópico de una película de nanofibras de celulosa”).
Los hidrogeles tienen una red de moléculas que atraen agua (hidrófilas), lo que hace que su estructura se hinche significativamente cuando se exponen al agua, que se incorpora a la red molecular. Los investigadores Daisuke Nakagawa e Itsuo Hanasaki trabajaron con una película inicialmente seca de nanofibras hechas de celulosa, el material natural que forma gran parte de la estructura de las paredes celulares de las plantas.
Utilizando procesamiento láser, cortaron estructuras en la película antes de agregar agua, lo que provocó que la película se hinchara. El diseño especial del patrón kirigami funciona de manera que el ancho aumenta a medida que se estira a lo largo, lo que se denomina propiedad auxética. Esta propiedad auxética surge bajo la condición de que el espesor aumente suficientemente cuando la película delgada original está húmeda.
“Dado que kirigami significa literalmente el diseño de corte de papeles, originalmente estaba pensado para estructuras de láminas delgadas. Por otro lado, nuestro mecanismo auxético bidimensional se manifiesta cuando el espesor de la película es suficiente, y esta tridimensionalidad de la estructura del hidrogel surge a través del hinchamiento cuando se utiliza. Es conveniente almacenarlo en estado seco antes de usarlo, en lugar de mantener el mismo contenido de agua que el hidrogel”, dice Hanasaki. «Además, la auxeticidad se mantiene durante la carga cíclica, lo que hace que el hidrogel alcance un estado estructural diferente mediante deformación adaptativa. Será importante para el diseño de materiales inteligentes».
Las posibles aplicaciones de los hidrogeles adaptativos incluyen componentes blandos de tecnologías robóticas, que les permiten, por ejemplo, reaccionar de forma flexible a la interacción con los objetos que manipulan. También se pueden integrar en interruptores de software y componentes de sensores. También se están explorando los hidrogeles para aplicaciones médicas, incluida la ingeniería de tejidos, apósitos para heridas, sistemas de administración de fármacos y materiales que pueden adaptarse de manera flexible al movimiento y el crecimiento. El progreso en hidrogeles de kirigami realizado por el equipo TUAT amplía significativamente las posibilidades para futuras aplicaciones de hidrogel.
«Mantener las propiedades diseñadas y al mismo tiempo adaptarse a las condiciones ambientales es beneficioso para el desarrollo de la multifuncionalidad», concluye Hanasaki.
[ad_2]