La naturaleza, constituye una fuente de inspiración para los fabricantes de dispositivos médicos, actualmente, se desarrolla un dispositivo para crear “músculos artificiales” que funcionan de manera similar a como crece la planta de pepino, ya que mientras sucede, desarrolla algo parecido a pequeños resortes que pueden extenderse y contraerse, para sujetar a la planta completa. Estos nuevos dispositivos, podrían ser de gran ayuda para adaptarse a brazos, piernas o pinzas robóticas, y en extremidades protésicas, donde su ligero peso y sus rápidos tiempos de respuesta, podrían significar una gran ventaja.

A pesar de que se han construido diferentes modelos para crear músculos artificiales, como servomotores o polímeros, la mayoría  presentan desventajas debido a su peso o a su lenta respuesta, poca fortaleza o flexibilidad. La nueva fibra, utiliza bobinas estiradas, basadas en la planta de pepino, hechas de un elastómero de copolímero cíclico muy elástico y un polietileno termoplástico mucho más rígido fundido en una sola hebra. Estos polímeros son sensibles al calor, pero se expanden y contraen a diferentes velocidades en reacción al calor y al frío. Fue desarrollada por el postdoctorado del MIT, Mehmet Kanik, y la estudiante graduada del MIT, Sirma Örgüç, trabajando con las profesoras Polina Anikeeva, Yoel Fink, Anantha Chandrakasan, C. Cem Taşan y cinco más, utilizando una técnica de dibujo de fibra para combinar dos polímeros disimilares en una sola hebra de fibra. El principio es el mismo que se encuentra en las tiras bimetálicas de los termostatos o tostadoras, así, cuando el hilo se calienta, un lado se expande más rápido que el otro y se dobla.

Cuando la fibra se estira varias veces, se va formando un zarcillo, similar al de los pepinos, ante un aumento de temperatura se tensa produciendo tracción sorprendentemente fuerte, ya que puede levantar hasta 650 veces su peso; luego, cuando la temperatura vuelve a la normalidad, también lo hace la fibra, pudiendo continuar el proceso de expansión y contracción por miles de veces, sin que la fibra pierda fuerza, además es tan sensible que responde enseguida ante cualquier cambio de temperatura, incluso cuando aumenta un grado celsius.

La fibra puede tener el tamaño que se desee, desde unos cuantos micrómetros hasta cientos de metros, el grado de apriete que se produce cuando la fibra se calienta puede «programarse» determinando la cantidad de estiramiento inicial. Esto permite que el material se sintonice exactamente a la cantidad de fuerza necesaria y la cantidad de cambio de temperatura necesaria para activar esa fuerza.

Se trata de un gran avance, pues una buena parte del peso de las prótesis, se encuentra determinado por los actuadores, que en su mayoría son hidráulicos. La fibra creada, puede agruparse, por lo que es posible aumentar el peso que carga, igual que se agrupan las fibras musculares del cuerpo.

Por: Dalia Solano

Fuentes:

MIT.
Artificial fiber muscles.

QUO.
El equipo del MIT recurre a los pepinos para desarrollar músculos artificiales sorprendentemente fuertes.

INFOSALUS.
Desarrollan músculos artificiales con poderosa fuerza de tracción.

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