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Logran transformar un material opaco en brilloso

Tratamientos / Procesos Estados Unidos

Investigadores de la Universidad de Nebraska-Lincoln han demostrado que pueden transformar una superficie opaca en algo brillante como un espejo. Esto se puedo lograr estirando el material. El químico de la UNL, Stephen Morin, y sus colegas han desarrollado un método para la elaboración de materiales elásticos que se caracterizan por un aspecto mate cuando está relajado, pero se convierte altamente reflectantes cuando están estiradas.

Más allá de una amplia gama de posibilidades decorativas de los materiales, el equipo ha previsto aplicaciones que podrían mantener a los consumidores de insistir demasiado en productos elásticos y el diseño de pantallas suaves que se asemejan a las tecnologías de pantalla convencional.

La técnica del equipo consiste en un material de goma. Toman este material y lo bañan en las soluciones de sales inorgánicas que finalmente se cristalizan como capas rígidas en la superficie blanda. Las capas adquieren arrugas microscópicas cuando el material de goma esta relajado, parecido a una curita cuando se aplica sobre un codo doblado que luego se endereza.

En su forma relajada, la superficie cubierta de arrugas dispersa la luz y aparece relativamente embotada. Estirando el material aplana las arrugas, produciendo un brillo reflectante que varía basado en la amplia gama de productos químicos que pueden utilizarse para sintetizar las capas.

"A nuestro conocimiento, nadie ha mostrado este tipo de comportamiento adaptativo de reflectancia usando materiales elásticos recubiertos con capas inorgánicas, dijo Morin, profesor asistente de química que es tambien el co-autor de un nuevo estudio que detalla la técnica de fabricación. "El cambio entre los estados de reflectancia, no funciona solo una vez o dos veces, hemos sido capaces de mostrar que esto debería funcionar mil veces, estirando y relajándolo una y otra vez. "

El estudio informó que los materiales elásticos realmente progresan a través de tres etapas de reflexión: cuando está relajada esta opaco. Cuando está moderadamente estirado brilla poco, y cuando está totalmente estirado esta brillante.

"La funcionalidad de los dispositivos ópticos están generalmente fijos en el momento de la fabricación," dijo el co-autor Christos Argyropoulos, profesor asistente de eléctrica e Ingeniería Informática. "Los dispositivos ópticos reconfigurables y dinámicos basados en el mecanismo demostrado sería extremadamente útil".

Entre las aplicaciones más simple propuestas por Morin: actúa como un sensor pasivo que indica la tensión en un material. Los umbrales de reflectancia podrían utilizarse para indicar cuando una correa de sujeción de carga ha alcanzado su punto rasgado, por ejemplo, para ayudar a medir visualmente el nivel de inflación apropiado. 

Más trabajo e investigaciones podrían crear aplicaciones más sofisticadas. El estudio demostró cómo podían utilizar la neumática para ampliar secciones de tamaño milimétrico de una superficie cubierta, aumentando el reflejo de la luz en el proceso. Reduciendo la escala de la neumática y la química superficial de las capas, ingenieros potencialmente podrían producir exhibiciones visuales sobre materiales blandos destacando secciones pequeñas de la superficie para simular el aspecto de los píxeles digitales.

Morin dijo que esta tecnología está ganando interés entre los diseñadores de la robótica, que rechazan los esqueletos metálicos rígidos de robótica convencional a favor de diseños más flexibles pudiendo operar de manera que sus contrapartes no.

"Una de las cosas que la gente está buscando en ese campo es cómo poder aumentar la funcionalidad de los materiales estructurales básicos que utilizan, que son gomas, con otro tipo de propiedades para que puedan acceder a nuevas aplicaciones,", dijo Morin. “Robótica, máquinas, muestras, y sensores son suaves: estas áreas realmente están atrayendo un gran interés y están creciendo rápidamente. Las Personas se están dando cuenta de la necesidad del uso de sensores, elementos, y muestras suaves para realizer todo esto. Se basa en la combinación de materiales con diferentes tipos de funcionalidad en estructuras híbridas."

Morin dijo que los materiales elásticos podrían resultar útiles en investigaciones con espectroscopia Raman, una técnica que ayuda a identificar la presencia, bonos y configuraciones de moléculas incluso individuales que residen en una superficie.

La colección exitosa del equipo de material suave y elástico con capas duras y quebradizas, también permitiría la investigación de los procesos biológicos que cuentan con interfaces similares.

Estudio del equipo apareció en la revista Advanced Materials. Morin y Argyropoulos co-escribió el libro con Jay Taylor, estudiante de posgrado en química.

 

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