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Crean un material que cambia su comportamiento en base a su experiencia

El material está inspirado en los sistemas vivos y consiguen que su conducta eléctrica se module con su memoria adaptativa.

Un equipo de investigadores de la Universidad Aalto en Finlandia ha desarrollado un nuevo material que cambia su comportamiento eléctrico en función de la experiencia previa. Este tipo de materiales adaptables podrían desempeñar un papel vital en la próxima generación de sensores médicos y ambientales, así como en robots blandos o superficies activas, según los investigadores.
“Uno de los próximos grandes desafíos en la ciencia de los materiales es desarrollar materiales verdaderamente inteligentes inspirados en organismos vivos. Queríamos desarrollar un material que ajustara su comportamiento en función de su historia”, comenta Bo Peng, investigador académico de la Universidad Aalto y uno de los autores principales de este estudio que ha sido publicado en la revista Science Advances.
Los científicos sintetizaron perlas magnéticas del tamaño de un micrómetro que, posteriormente, fueron estimuladas por un campo magnético. Descubrieron que cuando el imán estaba encendido, las cuentas de perlas se apilaban para formar pilares. La fuerza del campo magnético afecta la forma de los pilares, lo que a su vez afecta qué tan bien conducen la electricidad.

"Con este sistema, acoplamos el estímulo del campo magnético y la respuesta eléctrica. Curiosamente, descubrimos que la conductividad eléctrica depende de si variamos el campo magnético rápida o lentamente. Eso significa que la respuesta eléctrica depende de la historia del campo magnético. El comportamiento eléctrico también era diferente si el campo magnético aumentaba o disminuía. La respuesta mostró biestabilidad, que es una forma elemental de memoria. El material se comporta como si tuviera memoria del campo magnético", aclara Peng.
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Aprendizaje rudimentario

Aunque se trate de una especie de aprendizaje rudimentario que poco tiene que ver con el aprendizaje de los organismos vivos que es muchísimo más complejo, sigue tratándose de un aprendizaje básico para un material que conduce la electricidad.
Así, cuando expusieron las perlas a un campo magnético de pulsos rápidos, el material se volvió mejor para conducir la electricidad, mientras que los pulsos más lentos hicieron que se condujera mal.
“En el futuro, podría haber incluso más materiales inspirados algorítmicamente en propiedades similares a las de la vida, aunque no involucrarán toda la complejidad de los sistemas biológicos. Dichos materiales serán fundamentales para la próxima generación de robots blandos y para el control médico y medioambiental”, concluyen los investigadores.

Referencia: Xianhu Liu, Hongwei Tan, Carlo Rigoni, Teemu Hartikainen, Nazish Asghar, Sebastiaan van Dijken, Jaakko V. I. Timonen, Bo Peng, Olli Ikkala. Magnetic field–driven particle assembly and jamming for bistable memory and response plasticity. Science Advances, 2022; 8 (45) DOI: 10.1126/sciadv.adc9394

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