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magnético
multiplicaba por 23 la rigidez de la estructura. Esta propiedad permite levantar
y mover objetos pesados. De hecho, el equipo de investigación logró levantar un
objeto 28 veces más pesado que la lámina manipulando una cúpula de 5 x 5 con un
campo magnético. Una lámina normal sin hendiduras no podría soportar un objeto
del mismo peso.
Expectativas para el desarrollo de nuevos
dispositivos
Según el equipo de investigadores, existen pocos precedentes de investigación en
tecnología que combine estructuras cortadas con papel y campos magnéticos. Dado
que esta tecnología puede optimizar el control en función de la forma y el peso
del objeto, se espera que sea aplicada en una amplia gama de campos, como la
fabricación, la medicina, la robótica y los dispositivos de realidad virtual (VR),
y que mejore la eficiencia en el trabajo.
Por ejemplo, en la industria manufacturera podría utilizarse para la colocación
precisa de piezas en cadenas de montaje. En el campo de la medicina, podría
aplicarse a los sistemas de administración de fármacos (DDS) para administrar
medicamentos a partes específicas del cuerpo, mientras que la tecnología de VR
podría conducir a la invención de nuevos dispositivos que puedan obtener
retroalimentación táctil en tiempo real, aprovechando las características de las
estructuras kirigami, capaces de responder con sensibilidad a cambios mínimos de
fuerza.
Otras posibilidades incluyen el desarrollo de materiales inteligentes capaces de
cambiar su forma y sus propiedades en respuesta al entorno, optimizando el
diseño de las estructuras de kirigami. Estos materiales son prometedores para su
aplicación en una amplia gama de campos, incluyendo la arquitectura y la
ingeniería aeroespacial. Los investigadores esperan que nuevos avances en esta
tecnología permitan el desarrollo de nuevos dispositivos que superen las
limitaciones convencionales. |
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Las estructuras flexibles que pueden cambiar de forma
a voluntad están llamando la atención como materiales que podrían
revolucionar el desarrollo de robots blandos y dispositivos médicos.
Un nuevo material inspirado en el kirigami (el tradicional corte de
papel japonés) se ha sumado a la lista. Investigadores
estadounidenses desarrollaron un dispositivo similar a una hoja que
puede cambiar de forma en respuesta a campos magnéticos.
"Controlando la dirección del campo magnético, podemos hacer que la
superficie de la hoja se mueva como ondas. Además, ajustando la
fuerza del campo magnético, podemos cambiar libremente la altura de
las ondas y la profundidad del hundimiento", explica Jie Ying,
profesor asociado de la Universidad Estatal de Carolina del Norte
especializado en ingeniería mecánica y aeroespacial. Yin también
forma parte de un equipo que desarrolló un robot blando capaz de
nadar a distintas profundidades, inspirado en la forma en que las
mantarrayas se propulsan bajo el agua.
Yin y su equipo desarrollaron el dispositivo, llamado Metasheet,
mientras buscaban formas de mover objetos frágiles sin tocarlos
directamente y de levantar objetos no magnéticos de forma remota.
Dado que Metasheet puede mover objetos manipulando superficies
suaves e irregulares con un campo magnético, es adecuado para
trabajos de precisión en espacios reducidos donde no se pueden
utilizar herramientas mecánicas como los brazos robóticos
tradicionales.
Es
posible mover objetos sin tocarlos
El equipo de investigación creó una estructura, que es a la vez
flexible y rígida, haciendo cortes regulares en una fina lámina
hecha de un material magnético especial,
inflándola con presión de aire y luego magnetizándola. Esta
estructura, inspirada en
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el kirigami, se puede estirar hasta más del doble de la longitud
de una hoja normal sin hendiduras.
También es siete veces más rígida que una lámina normal y puede
soportar una carga 40 veces superior a su propio peso.
El dispositivo está diseñado para responder a cambios en el campo magnético en
solo 2 milisegundos, lo que permite un ajuste preciso de la altura y curvatura
de la forma de cúpula. Esto permite un control remoto preciso de los objetos sin
tocarlos. Por ejemplo, es posible hacer que objetos sólidos muy pequeños o
partículas líquidas, como gotas de agua, se muevan a lo largo de trayectorias
específicas guiadas por un campo magnético.
Hacer cortes de papel en una estructura generalmente aumenta su flexibilidad
pero disminuye su rigidez. Para resolver este problema, los investigadores
utilizaron como material para la lámina un polímero con memoria de forma que
contenía partículas magnéticas y, a continuación, deformaron localmente partes
específicas de la lámina aplicando un campo magnético externo. Esta deformación
localizada aumentó efectivamente la rigidez de la lámina en su totalidad.
Los experimentos demostraron que el aumento de la intensidad del campo
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