Tendencias21
Primeros pasos para crear materiales piezoeléctricos de forma artificial

Primeros pasos para crear materiales piezoeléctricos de forma artificial

La tecnología que hace vibrar nuestro teléfono móvil puede servir para algo más que para avisarnos de una llamada entrante. Ingenieros de la Universidad de Houston han dado los primeros pasos para crear materiales piezoeléctricos de forma artificial, capaces de proporcionar movimientos más naturales a las prótesis que luego se implantan en el ser humano. Si este efecto tecnológico funciona, puede dar como resultado miembros protésicos mejores o proporcionar energía eléctrica instantánea a, por ejemplo, un soldado mediante el simple acto de caminar. Por Raúl Morales.

Primeros pasos para crear materiales piezoeléctricos de forma artificial

Ingenieros de la Universidad de Houston han dado los primeros pasos para crear materiales piezoeléctricos de forma artificial. De esta manera se podrá generar electricidad portátil o fabricar prótesis muy parecidas al órgano vivo que sustituyen.

La tecnología propuesta por estos ingenieros de Houston se basa en la piezoelectricidad. La piezoelectricidad es la habilidad de algunos materiales de generar una carga eléctrica cuando son sometidos a presión.

Si un material piezoeléctrico es expuesto a una tensión eléctrica, experimentará una deformación mecánica. Estos dos fenómenos se estimulan mutuamente. Es decir, que si se golpea o deforma un material con cualidades piezoeléctricas, esa deformación provocará un voltaje que a su vez deformará el material, generando nuevamente una tensión eléctrica, y así sucesivamente.

Pradeep Sharma, que es profesor de ingeniería mecánica en la citada universidad, lidera un grupo de investigadores que tiene previsto crear materiales piezoeléctricos artificialmente a partir de otros que no lo son. Los resultados de esta investigación ha sido publicados en el Journal of the Mechanics and Physics of Solids. ”

Las propiedades de esta tecnología pionera son desconocidas para la mayoría. Sin embargo interviene en muchos procesos cotidianos, desde la vibración de nuestro móvil, pasando por el despliegue del airbag de nuestro coche o cuando encendemos un mechero. Si estos ingenieros son capaces de crear materiales que tengan esta propiedad de forma artificial, sus aplicaciones podrían ser mucho más numerosas.

En la vida diaria

Aunque, como hemos visto, la piezoelectricidad se genera de forma natural, tiene sus limitaciones. Si la aplicación para la que se usa requiere un nivel de conversión de la energía que no se encuentra en la naturaleza, es necesario crear un compuesto consistente en materiales no piezoeléctricos y otros que sí que lo son. Eso es, justamente, lo que está llevando a cabo este equipo de la Universidad de Houston: crear materiales piezoeléctricos a partir de otros que no tienen esa propiedad.

“Si presionamos sobre un material piezoelectrónico y le aplicamos fuerza mecánica, producirá un voltaje”, comenta Sharma en un comunicado de la citada universidad. “O, si aplicamos un voltaje o una fuerza eléctrica sobre él, ese material se doblará o cambiará de forma”.

Este es básicamente el concepto en el que se basa esta tecnología. Según sus creadores, dicho concepto puede tener muchas aplicaciones. Por ejemplo, una tira de un material manipulado de esta manera y situado en la bota de un soldado puede producir electricidad y proporcionar energía a algunos de los muchos dispositivos que los soldados llevan consigo en la actualidad.

El simple acto de caminar, produce fuerza o deformación en la tira, lo que genera, a su vez, electricidad con cada paso que el soldado dé.

Prótesis casi vivas

Otra de las aplicaciones prácticas de estos materiales piezoeléctricos sintéticos es la creación de prótesis humanas más flexibles y resistentes, acercándose a las propiedades de un órgano real.

Los actuales órganos protésicos tienen limitaciones. En la cerámica y los polímeros usados para su fabricación ocurre piezoelectricidad de forma natural. Pero no es suficiente.

“La cerámica piezoeléctrica es muy dura y quebradiza, por lo que no permita hacer muchos movimientos”, comenta Sharma. “La cerámica toma mucha energía eléctrica a partir de mucho movimiento. Los polímeros, por su parte, son mejores para grades fuerzas de movimiento, pero, a cambio, no son muy resistentes. El resultado es que (con las prótesis actuales) es posible estirar el miembro adecuadamente pero, muchas personas que llevan estas prótesis son incapaces de, por ejemplo, coger un huevo.”

La naturaleza, asegura el equipo de investigación, nos ha dado muchos elementos. Lo que quieren hacer con ellos es diseñar materiales desde cero y así combinar las mejores cualidades de la cerámica con la de los polímeros, en el caso de las prótesis.

Sharma ha empleado dos años en refinar estas ideas teóricas. Ahora tendrá la oportunidad de llevarlas a un plano más práctico gracias una ayuda de 1,22 millones de dólares concedidos por la National Science Foundation de los Estados Unidos.

“Las aplicaciones reales de esta tecnología provienen del hecho de que no vamos a tener que depender de materiales que tengan esta propiedad de la piezoelectricidad de forma natural. Podemos crear materiales (artificialmente) usando ciertos efectos a nanoescala, lo que les proporciona mayor conversión de energía”, concluye Sharma.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente