Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) y la Universidad del Bosque del Noreste han creado una innovadora pinza robótica de madera que puede estirarse, doblarse y agarrar objetos en respuesta a cambios en la humedad, temperatura e iluminación. Esta tecnología promete superar las limitaciones de las pinzas convencionales al combinar las propiedades mecánicas excepcionales de la madera con su disponibilidad, bajo costo y biocompatibilidad.
A diferencia de las pinzas tradicionales hechas de plástico o metal, esta pinza de madera ofrece una solución más versátil y eficiente energéticamente.
La pinza robótica de madera se fabrica a partir de láminas delgadas de madera de arce canadiense tratadas con cloruro de sodio para eliminar la lignina, un componente presente en las paredes celulares de las plantas. Luego, se llena la madera con un polímero llamado polipirrol para mejorar su capacidad de absorción de calor e luz.
Para lograr la respuesta a la humedad, se ha desarrollado un nuevo gel higroscópico a base de níquel que se aplica en un lado de las láminas de madera. El otro lado se recubre con una película hidrofóbica. Esta diferencia de humedad entre los dos lados permite que la madera absorba rápidamente el vapor de agua, lo que provoca cambios en la forma de la pinza cuando se expone a una alta humedad.
La pinza también responde a cambios de temperatura e intensidad de luz. Cuando la temperatura supera los 70°C, la pinza comienza a doblarse hacia adentro, alcanzando su máxima flexión a unos 200°C. De manera similar, cuando la intensidad de la luz aumenta y calienta la superficie de la pinza a unos 42°C, el gel higroscópico comienza a perder agua, lo que provoca una flexión significativa a unos 57°C.
Aplicaciones y futuro
La pinza robótica de madera ha demostrado su estabilidad y resistencia a través de 100 ciclos de funcionamiento, lo que la hace adecuada para su uso a largo plazo. Sorprendentemente, puede levantar cargas de hasta 200 gramos a temperaturas de alrededor de 170°C, superando las capacidades de la mayoría de las pinzas hechas de polímeros blandos. Dependiendo del diseño, esta pinza tiene el potencial de transportar cargas hasta 10,000 veces su propio peso.
El equipo de investigación tiene como objetivo mejorar el rendimiento de la pinza de madera al reducir el tiempo de flexión, aumentar su capacidad de carga y mejorar su capacidad para agarrar objetos de diferentes formas y tamaños. También buscan reducir los costos y escalar la fabricación de la pinza de madera.
Con un mayor desarrollo y mejoras en el diseño estructural, esta pinza de madera podría ser utilizada en operaciones de rescate por bomberos. Su capacidad para funcionar en ambientes extremos y su naturaleza biocompatible la convierten en una opción prometedora para aplicaciones en entornos calientes y sensibles.
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Imagen meramente ilustrativa creada por WWWhatsnew con Midjourney