Investigadores de la Universidad de Cornell han creado robots a microescala de menos de 1 milímetro de tamaño que se imprimen como una "metahoja" hexagonal 2D, pero con una descarga eléctrica, se transforman en formas 3D preprogramadas y se arrastran.

ElrobotLa versatilidad se debe a unadiseño novedosobasado en el kirigami, un primo del origami, en el que las rodajas del material le permiten plegarse, expandirse y moverse.

El artículo del equipo, "Robots de metahojas microscópicos electrónicamente configurables",apareceenMateriales de la naturaleza.Los coautores principales del artículo son los investigadores postdoctorales Qingkun Liu y Wei Wang.El proyecto fue dirigido por Itai Cohen, profesor de física.Su laboratorio ha producido previamente sistemas microrobóticos que pueden accionar sus extremidades, bombear agua a través de cilios artificiales y caminar de forma autónoma.

En cierto sentido, los orígenes del robot kirigami se inspiraron en "organismos vivos que pueden cambiar su forma", dijo Liu."Pero cuando la gente hace un robot, una vez fabricado, es posible que pueda mover algunas extremidades, pero su forma general suele ser estática. Así que hemos creado un robot de metahoja. La 'meta' significa metamaterial, lo que significa que soncompuesto por una gran cantidad de bloques de construcción que trabajan juntos para darle al material sus comportamientos mecánicos".

El robot es un mosaico hexagonal compuesto por aproximadamente 100 paneles de dióxido de silicio que están conectados a través de más de 200 bisagras de accionamiento, cada una de unos 10 nanómetros de espesor.Cuando se activan electroquímicamente a través de cables externos, las bisagras forman pliegues de montaña y valle y actúan para abrir y rotar los paneles, lo que permite al robot cambiar su área de cobertura y expandirse y contraerse localmente hasta en un 40%.Dependiendo de qué bisagras se activen, el robot puede adoptar varias formas y potencialmente envolverse alrededor de otros objetos y luego desplegarse nuevamente en una hoja plana.

El equipo de Cohen ya está pensando en la siguiente fase de la tecnología de metasheet.Anticipan combinar sus estructuras mecánicas flexibles con controladores electrónicos para crear materiales "elastrónicos" ultrarresponsivos con propiedades que nunca serían posibles en la naturaleza.Las aplicaciones podrían variar desde micromáquinas reconfigurables hasta dispositivos y materiales biomédicos miniaturizados que pueden responder al impacto casi a la velocidad de la luz, en lugar de a la velocidad del sonido.

"Debido a que la electrónica de cada bloque de construcción individual puede recolectar energía de la luz, se puede diseñar un material para responder de manera programada a diversos estímulos. Cuando se los empuja, dichos materiales, en lugar de deformarse, podrían 'huir' o empujarse hacia atrás con mayor fuerza".más fuerza que la que experimentaron", dijo Cohen."Creemos que estos metamateriales activos, estos materiales elastrónicos, podrían formar la base de un nuevo tipo de materia inteligente gobernada por principios físicos que trascienden lo que es posible en el mundo natural".