Material autorreparable inspirado en el calamar

Los materiales que están sometidos a movimientos repetitivos continuos suelen sufrir pequeños desgarros y grietas que tienden a expandirse, lo que desemboca en una rotura que inutilice por completo al objeto afectado. Este problema podría mitigarse notablemente con un material autorreparable adecuado. Los diseños actuales para materiales autorreparables tienen limitaciones importantes, entre ellas no poder prescindir de productos químicos potencialmente peligrosos, una cierta pérdida de funcionalidad del material autorreparado respecto del material en su estado original y los largos tiempos que requiere el proceso autorreparación, a menudo superiores a 24 horas.

Con un material autorreparable sintético inspirado en la biología y dotado de mejores cualidades, cualquier punto dañado puede ser reparado de manera óptima, extendiendo la vida útil del sistema o dispositivo, tal como argumenta Stephanie McElhinny, bioquímica del Laboratorio de Investigación del Ejército estadounidense, organismo que ha cofinanciado el desarrollo de un material autorreparable inspirado en el calamar.

El trabajo lo ha realizado el equipo de Huihun Jung y Melik C. Demirel, de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos, así como Abdon Pena-Francesch y Metin Sitti, del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Alemania.

El polímero biosintético biodegradable ideado por Jung y sus colegas podría utilizarse como material autorreparable para objetos o piezas de estos que se encuentran en continuo movimiento repetitivo, como apéndices robóticos, prótesis de pierna, respiradores y trajes de protección personal.

El nuevo material autorreparable resulta idóneo para algunos tipos de componentes que deben soportar movimientos repetitivos continuos como apéndices robóticos, prótesis de piernas, respiradores y trajes de protección personal. (Imágenes: Penn State University)

El nuevo material se basa en apéndices circulares ("dientes") situados en las ventosas que los calamares utilizan para agarrar a sus presas. Si los dientes se rompen, pueden autorrepararse por sí mismos. Las partes blandas de las proteínas ayudan a que las proteínas rotas se fusionen de nuevo en el agua, mientras que las partes duras ayudan a reforzar la estructura y a mantenerla fuerte.

El período típico de autorreparación de no menos de 24 horas requerido por muchos materiales autorreparables ha quedado reducido a un solo segundo en el nuevo material, por lo que los objetos que lo utilicen podrán ahora autorrepararse inmediatamente. "En la naturaleza, la autorreparación consume mucho tiempo. En este sentido, nuestra tecnología supera a la naturaleza", destaca Pena-Francesch.

El nuevo material se autorrepara valiéndose de agua y calor, aunque también podría hacerlo usando luz.

El polímero es biodegradable al cien por cien. Y puede reciclarse también al cien por cien, dando como resultado el mismo polímero original. (Fuente: NCYT de Amazings)