Nanotubos de carbono, músculos para robots
2009/04/12 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia
El material está compuesto por una red de nanotubos de carbono y un aerogel. Los aerogeles son sustancias similares a las habitaciones, pero con una particularidad. Las geles son una especie de suspensiones: tienen una fase líquida y un sólido; el sólido es un grupo de partículas. En el caso de los aerogeles, sustituyen el líquido por un gas, obteniendo sólidos de muy baja densidad. Los aerogeles también se llaman humo helado.
Por otra parte, los nanotubos de carbono son tubos formados por átomos de carbono. También son de carbono el grafito o el dolor de los arcos y el diamante. La disposición espacial de los átomos de carbono determina que un conjunto de átomos de carbono forme grafito o diamante.
En el grafito, los átomos de carbono están dispuestos en capas y existe la posibilidad de distribuirlas. Los científicos lo saben desde hace tiempo, pero hace pocos años empezaron a utilizar estas capas de forma individual. El espesor de las capas es de un solo átomo (la longitud y la anchura pueden ser ilimitadas), lo que aporta unas propiedades muy especiales al material. Por ejemplo, la electricidad fluye fácilmente por estas capas. Los electrones no tienen obstáculos para avanzar en la capa y pasan rápidamente sin apenas resistencia.
Debido a sus propiedades especiales, los expertos consideran que se trata de otro material, aunque es uno de los componentes básicos del grafito, y le han dado un nombre propio: el grafeno. Así, al redondear las capas de grafeno, los científicos consiguen nanotubos de carbono. En el redondeo, las propiedades cambian de alguna manera, ya que no son planas, pero los nanotubos de carbono siguen siendo buenos conductores, la electricidad pasa fácilmente por carbono.
Contracción rápida del músculo artificial
Los científicos han hecho una lámina con el aerogel en la que han introducido los nanotubos. Han metido un montón de nanotubos, como un bosque de nanotubos. La lámina tiene un espesor de cincuenta de un milímetro, una anchura de 16 centímetros y una longitud de varios metros.
Los nanotubos de carbono son buenos conductores, la electricidad pasa fácilmente por carbono. (Foto: G. Hutchison )
Los científicos creen que con este tipo de láminas pueden hacer músculos para los robots. Los músculos sólo necesitan descargas de electricidad para moverse.
Los nanotubos de carbono siguen siendo muy buenos conductores, por lo que el movimiento es inmediato. De hecho, los nanotubos se mueven 4.000 veces más rápido que los músculos humanos.
Los aerogeles son sólidos de muy baja densidad en los que se depositaron los nanotubos de carbono en una lámina de aerogel. (Foto: NASA ).
Este excéntrico músculo da una respuesta u otra sobre cómo dan las descargas. En el ancho de la chapa, es decir, de lado a lado, al darlo, la anchura de la lámina se triplica. Parece ser que al pasar la descarga por nanotubos de carbono, los nanotubos se cargan negativamente y las cargas se repelen y tienden a alejarse entre sí.
Sin embargo, los científicos han descubierto que al aplicar la plancha a la longitud se contrae. Esto provoca un aumento de la densidad del material que lo hace mucho más duro. En ese momento es proporcionalmente más dura que el acero. Además, puede actuar en un amplio rango de temperaturas sin perder propiedades, entre -193 ºC y 1.627 ºC. Eso sí, ¡superpoderes!
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