Nanotubos de carboni, músculs per a robots

2009/04/12 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Diseinua
• Nanoteknologia
• Robotika

Múscul artificial produït per investigadors que es mou 4.000 vegades més ràpid que el múscul humà. (Foto: R. Baughman )

El material està compost per una xarxa de nanotubos de carboni i un aerogel. Els aerogeles són substàncies similars a les habitacions, però amb una particularitat. Les gels són una espècie de suspensions: tenen una fase líquida i un sòlid; el sòlid és un grup de partícules. En el cas dels aerogeles, substitueixen el líquid per un gas, obtenint sòlids de molt baixa densitat. Els aerogeles també es diuen fum gelat.

D'altra banda, els nanotubos de carboni són tubs formats per àtoms de carboni. També són de carboni el grafit o el dolor dels arcs i el diamant. La disposició espacial dels àtoms de carboni determina que un conjunt d'àtoms de carboni formi grafit o diamant.

En el grafit, els àtoms de carboni estan disposats en capes i existeix la possibilitat de distribuir-les. Els científics ho saben des de fa temps, però fa pocs anys van començar a utilitzar aquestes capes de manera individual. El gruix de les capes és d'un sol àtom (la longitud i l'amplària poden ser il·limitades), la qual cosa aporta unes propietats molt especials al material. Per exemple, l'electricitat flueix fàcilment per aquestes capes. Els electrons no tenen obstacles per a avançar en la capa i passen ràpidament sense tot just resistència.

A causa de les seves propietats especials, els experts consideren que es tracta d'un altre material, encara que és un dels components bàsics del grafit, i li han donat un nom propi: el grafè. Així, en arrodonir les capes de grafè, els científics aconsegueixen nanotubos de carboni. En l'arrodoniment, les propietats canvien d'alguna manera, ja que no són planes, però els nanotubos de carboni continuen sent bons conductors, l'electricitat passa fàcilment per carboni.

Contracció ràpida del múscul artificial

Els científics han fet una làmina amb l'aerogel en la qual han introduït els nanotubos. Han ficat un munt de nanotubos, com un bosc de nanotubos. La làmina té un gruix de cinquanta d'un mil·límetre, una amplària de 16 centímetres i una longitud de diversos metres.

Els nanotubos de carboni són bons conductors, l'electricitat passa fàcilment per carboni. (Foto: G. Hutchison )

Els científics creuen que amb aquesta mena de làmines poden fer músculs per als robots. Els músculs només necessiten descàrregues d'electricitat per a moure's.

Els nanotubos de carboni continuen sent molt bons conductors, per la qual cosa el moviment és immediat. De fet, els nanotubos es mouen 4.000 vegades més ràpid que els músculs humans.

Els aerogeles són sòlids de molt baixa densitat en els quals es van dipositar els nanotubos de carboni en una làmina d'aerogel. (Foto: NASA ).

Aquest excèntric múscul dóna una resposta o una altra sobre com donen les descàrregues. En l'ample de la xapa, és a dir, de costat a costat, en donar-ho, l'amplària de la làmina es triplica. Sembla ser que en passar la descàrrega per nanotubos de carboni, els nanotubos es carreguen negativament i les càrregues es repel·leixen i tendeixen a allunyar-se entre si.

No obstant això, els científics han descobert que en aplicar la planxa a la longitud es contreu. Això provoca un augment de la densitat del material que ho fa molt més dur. En aquest moment és proporcionalment més dura que l'acer. A més, pot actuar en un ampli rang de temperatures sense perdre propietats, entre -193 °C i 1.627 °C. Això sí, superpoderes!

Publicat en 7K.