Ni líquido ni sólido: investigadores descubren un nuevo material que desafía las leyes tradicionales

¿Qué pasaría si un material pudiera comportarse como un sólido rígido y un líquido fluido? Un reciente hallazgo publicado en la prestigiosa revista Science ha dado vida a esta idea, desafiando las nociones tradicionales de la materia y abriendo un mundo de posibilidades en la ingeniería y la tecnología.

Este material, fruto de la innovación y la inspiración en estructuras ancestrales, promete revolucionar campos tan diversos como la robótica, la medicina e incluso la protección personal.

Éste es el material que está causando revuelo en la comunidad científica

El material que han descubierto los investigadores se llama PAM (materiales arquitectónicos policatenados). Desarrollado en el laboratorio de la investigadora Chiara Daraio en Caltech (California), combina características de sólidos y líquidos. Esto hace que sea un elemento único.

Los PAMs poseen una estructura híbrida que les permite cambiar su comportamiento según las circunstancias. Su diseño se inspiró en estructuras como la cota de malla medieval, pero con un toque moderno gracias a la impresión 3D.

Según el estudio, los PAMs están compuestos por partículas interconectadas organizadas en patrones tridimensionales. Estas partículas no están rígidamente unidas, lo que les permite deslizarse unas sobre otras bajo ciertas condiciones.

En los PAMs las partículas pueden moverse y reorganizarse. Esta capacidad les permite adaptarse a diferentes tipos de estrés físico, diferenciándose así de otros materiales. La estructura de los PAMs se puede personalizar según las necesidades, ajustando sus propiedades físicas para diversas aplicaciones tecnológicas.

Propiedades del PAM, el nuevo material descubierto en un laboratorio de California

Los PAMs destacan por su increíble capacidad para absorber energía. Gracias a sus partículas interconectadas, logran disiparla de forma eficiente, convirtiéndolos en una opción ideal para dispositivos expuestos a impactos o vibraciones constantes.

Otra de las características más destacadas de los PAMs es su comportamiento. Cuando se comprimen, se comportan como un sólido rígido, pero al aplicar fuerza sobre ellos, fluyen como los líquidos.

Este comportamiento es ajustable según la configuración del material. Por ejemplo, un PAM en forma de gota fluye como miel al aplicarle fuerza lateral, pero se endurece como un bloque sólido al aplicar presión vertical.

Esta capacidad de respuesta adaptable convierte a los PAMs en candidatos ideales para aplicaciones que requieren tanto rigidez estructural como flexibilidad.

En cuanto a su fabricación, se utilizan impresoras 3D avanzadas para crear redes tridimensionales de partículas interconectadas. Para su creación se emplean materiales como polímeros acrílicos, nylon y metales, etc., dependiendo de las propiedades deseadas.

Aplicaciones prácticas de los PAMs

Los PAMs abre un amplio abanico de aplicaciones prácticas. Se pueden usar en los siguientes campos:

• Robótica blanda: estos materiales responden a cargas eléctricas, expandiéndose o contrayéndose según el estímulo. Esto reafirma el gran potencial para crear materiales que se adapten dinámicamente a diferentes circunstancias.
• Empaques y sistemas de amortiguación: su capacidad de disipar energía podría sustituir materiales en embalajes sensibles.
• Equipos de protección: sus propiedades de absorción de energía y adaptabilidad estructural los hacen excelentes para cascos o chalecos antibalas.
• Dispositivos médicos: su capacidad de reconfiguración facilita el diseño de implantes más eficaces.
• Entornos extremos: se considera su uso en estructuras aeroespaciales, donde las condiciones cambiantes requieren materiales con respuestas dinámicas.

Los investigadores sugieren que el diseño y la optimización de estas estructuras se pueden acelerar con tecnologías como la inteligencia artificial, abriendo la puerta a nuevas aplicaciones.