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(Noticias de Nanowerk) En la película de acción estadounidense «Pacific Rim», robots gigantes llamados «Jaegers» luchan contra monstruos desconocidos para salvar a la humanidad. Estos robots están equipados con músculos artificiales que imitan cuerpos vivos reales y derrotan a los monstruos con poder y velocidad.
Recientemente, se han realizado investigaciones para equipar robots reales con músculos artificiales como los que se muestran en la película. Sin embargo, la gran fuerza y la alta velocidad de los músculos artificiales no se pueden realizar porque la resistencia mecánica (fuerza) y la conductividad (velocidad) del electrolito de polímero, los materiales clave que impulsan el actuador, tienen propiedades contradictorias.
Un equipo de investigación de POSTECH dirigido por el profesor Moon Jeong Park, el profesor Chang Yun Son y el profesor de investigación Rui-Yang Wang de la Facultad de Química ha desarrollado un nuevo concepto de electrolito polimérico con diferentes grupos funcionales ubicados a una distancia de 2 Å. Este electrolito polimérico es capaz de interacciones iónicas y de enlaces de hidrógeno, lo que abre la posibilidad de resolver estas contradicciones.
Los resultados de este estudio fueron publicados recientemente en la revista internacional Materiales avanzados («Electrólitos poliméricos bifuncionales superiónicos para almacenamiento y conversión de energía en estado sólido»).
![Actuador suave alimentado por bajo voltaje](https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=61275.php/id61275_1.jpg)
Los músculos artificiales se utilizan para hacer que los robots muevan sus extremidades con la misma naturalidad que los humanos. Para accionar estos músculos artificiales, se requiere un actuador que presente una transformación mecánica en condiciones de bajo voltaje. Sin embargo, debido a la naturaleza del electrolito de polímero utilizado en el actuador, la potencia y la velocidad no se pueden lograr simultáneamente, ya que el aumento de la potencia muscular reduce la velocidad de conmutación y el aumento de la velocidad disminuye la potencia.
Para superar las limitaciones presentadas hasta el momento, la investigación introdujo el concepto innovador del polímero bifuncional. Se logró un electrolito de polímero superiónico con alta conductividad iónica y resistencia mecánica mediante la formación de un canal iónico unidimensional de varios nanómetros de ancho dentro de la matriz de polímero duro como el vidrio.
![Formación de canales iónicos en matriz polimérica vítrea](https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=61275.php/id61275_2.jpg)
Los hallazgos de este estudio tienen el potencial de crear innovaciones en robótica blanda y tecnología portátil, ya que se pueden aplicar al desarrollo de un músculo artificial sin precedentes que conecta una batería portátil (1,5 V), lo que permite un cambio rápido de varios milisegundos (milésimas de segundo). ) y mucha fuerza.
Además, se espera que estos resultados se apliquen en dispositivos electroquímicos de estado sólido de próxima generación y baterías de metal de litio de alta estabilidad.
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