Hoy en día, los robots blandos, los dispositivos médicos y los dispositivos portátiles son algo común en nuestra vida diaria.Investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea han creado un interruptor de fluido utilizando músculos artificiales de polímero iónico. El interruptor funciona a una potencia ultrabaja mientras genera una fuerza 34 veces su propio peso. Los interruptores de fluido están diseñados para dirigir el flujo de fluido, dirigiéndolo en direcciones específicas para iniciar diferentes movimientos.

Utilizando músculos artificiales de polímero iónico, los investigadores han desarrollado un interruptor de fluido suave que funciona a una potencia ultrabaja y genera una fuerza 34 veces su peso. Este avance ofrece aplicaciones potenciales en robótica blanda, dispositivos biomédicos y microfluidos al controlar con precisión el flujo de fluido en espacios estrechos. La figura anterior describe el proceso de separación de gotas mediante un interruptor fluídico suave a voltaje ultrabajo. Fuente: Laboratorio de Robótica Blanda y Materiales Inteligentes de KAIST

El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) (presidente Kwang-Hyung Lee) anunció el 4 de enero que un equipo de investigación dirigido por el profesor Il Kwon Oh del Departamento de Ingeniería Mecánica ha desarrollado un interruptor de fluido suave que funciona a voltaje ultrabajo y puede usarse en espacios estrechos.

Músculos artificiales en la tecnología moderna.

Los músculos artificiales imitan los músculos humanos y pueden proporcionar un movimiento flexible y natural en comparación con los motores tradicionales. Son uno de los elementos básicos de los robots blandos, los equipos médicos y los dispositivos portátiles. Estos músculos artificiales producen movimientos en respuesta a estímulos externos como la electricidad, la presión del aire y los cambios de temperatura, y para utilizar músculos artificiales, estos movimientos deben controlarse con precisión.

Los interruptores basados ​​en motor existentes son difíciles de usar en espacios limitados debido a su rigidez y volumen. Para resolver estos problemas, el equipo de investigación desarrolló un actuador suave electroiónico que puede controlar el flujo de fluido incluso en tuberías estrechas mientras genera una gran fuerza, y lo utilizó como un interruptor de fluido suave.

pS-COF se sintetizó y utilizó como huésped de electrodo-electrolito común para interruptores de fluidos suaves electroactivos. A) Diagrama esquemático de la síntesis de pS-COF. B) Diagrama esquemático del principio de funcionamiento de la conmutación suave electroquímica. C) Esquema del uso de conmutación suave electroquímica basada en pS-COF para controlar el flujo de fluido en operación dinámica. Fuente: Laboratorio de Robótica Blanda y Materiales Inteligentes de KAIST.

Los músculos artificiales de polímero iónico desarrollados por el equipo de investigación están compuestos de electrodos metálicos y polímeros iónicos, que generan fuerza y ​​movimiento cuando se energizan. Las estructuras orgánicas covalentes polisulfonadas (pS-COF), que están compuestas de moléculas orgánicas en la superficie de electrodos musculares artificiales, se utilizan para generar enormes fuerzas en relación con su peso a una potencia ultrabaja (~0,01 V).

El resultado es un músculo artificial del grosor de un cabello de 180 micras que genera más de 34 veces más fuerza al iniciar un movimiento suave que su peso ligero de 10 miligramos. Como resultado, el equipo pudo controlar con precisión la dirección del flujo del fluido con menor potencia.

El profesor Il Kwon Oh, que dirigió la investigación, dijo: "Los interruptores electroquímicos de fluidos blandos que funcionan a potencia ultrabaja pueden brindar muchas posibilidades a los campos de la robótica blanda, la electrónica blanda y los microfluidos basados ​​en el control de fluidos. Desde fibras inteligentes hasta dispositivos biomédicos, esta tecnología tiene el potencial de utilizarse inmediatamente en una variedad de entornos industriales, ya que se puede aplicar fácilmente a sistemas electrónicos ultrapequeños en nuestra vida diaria".