Ingenieros de Harvard pioneros en metamateriales kirigami programables para robótica blanda inteligente

El nuevo marco puede programar superficies kirigami para integrarse en robótica blanda.

La técnica abre nuevas puertas para diseñar pieles blandas inteligentes con funcionalidades multimodales.

Aumentando funcionalidades de materiales kirigami

Los metamateriales kirigami pueden cortarse y transformarse fácilmente en configuraciones tridimensionales complejas al estirarse. Introducir jerarquía en estructuras kirigami mejora sus funcionalidades al permitir mayor estirabilidad y afinación más amplia de bandgaps.

Hasta ahora, estudios sobre metamateriales kirigami jerárquicos se centraron en deformación en plano de láminas gruesas. En este trabajo, los investigadores exploraron láminas kirigami jerárquicas delgadas y su comportamiento de pandeo fuera de plano.

Referencia: Advanced Functional Materials | DOI:10.1002/adfm.201906711 | Universidad de Harvard

Usaron corte láser para dividir la lámina en serie de cajas cuadradas. Luego subdividieron estas cajas en cuadrados menores usando otro nivel de cortes.

Ambos niveles de cortes responden (el segundo añade conjuntos de respuestas más ricos) cuando el metamaterial se estira.

El equipo descubrió que es posible programar metamateriales mecánicos eligiendo cuidadosamente el grosor de láminas y ancho de cortes en cada nivel.

Para demostrar lo logrado, estiraron estas láminas kirigami jerárquicas programables para mostrar mensaje «I Love HU» y revelar formas como árbol de Navidad.

En resumen, cuando dos o más patrones jerárquicos se mezclan para formar una superficie heterogénea, los investigadores pueden configurar respuesta mecánica y cifrar/leer datos mediante deformación mecánica aplicada.

¿Qué sigue?

La técnica contribuye al campo de computación morfológica y metamateriales programables. También abre puertas para diseñar pieles blandas inteligentes con funcionalidades multimodales.

Con mayor control de propiedades mecánicas del material, es posible integrar superficies kirigami jerárquicas en robótica blanda para construir pantallas inteligentes, sensores táctiles, o pieles que alteren niveles de fricción según entorno.