Industria

Investigadores del MIT desarrollan un híbrido de hidrogel resistente que nunca se seca

Investigadores del MIT desarrollan un híbrido de hidrogel resistente que nunca se seca

Cualquiera que tenga lentillas comprende las frustraciones de tener que reemplazar las lentillas todos los días o tener que sumergirlas en un líquido para que no se sequen. El material del que están hechos es un hidrogel, y son famosos por secarse y convertirse en un desastre si no se hidratan constantemente. Sin embargo, el verano pasado, los ingenieros del MIT descubrieron una forma de evitar que los hidrogeles se deshidrataran. La técnica permitirá lentes de contacto mucho más duraderos, avances en bioelectrónica flexible y potencialmente podría convertirse en un componente viable de la piel artificial.

Los hidrogeles tradicionales se evaporan fácilmente una vez que entran en contacto con el aire. Pero, al unir polímeros elásticos (como el caucho y la silicona, ambos elásticos como los hidrogeles), la capa exterior del gel se volvió impermeable al agua. Recubrir los hidrogeles con una fina capa de elastómero crea una barrera que evita que el agua se evapore, manteniéndola húmeda, flexible y robusta.

El ingeniero principal del proyecto Xuanhe Zhao, profesor asociado de desarrollo de carrera de Robert N. Noyce en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, dice que la idea del material en capas está inspirada en la piel humana. De manera similar al polímero híbrido, la piel está formada por múltiples capas; la epidermis externa que está unida a la capa de dermis subyacente. Las funciones principales de la epidermis son actuar como un escudo para evitar que materiales extraños entren en el cuerpo y proteger los músculos y órganos del cuerpo para que no se sequen.

[Editado:Fuente de imagen:MIT / Melanie Gonick]

Aplicaciones en el mundo real

El híbrido de hidrogel-elastómero es sorprendentemente una mejora de la piel. El enlace entre el polímero elástico y el hidrogel es muchas veces mas fuerte que el vínculo entre la epidermis y la dermis. Se están realizando más mejoras mediante la implementación de pequeños canales en el material híbrido para que actúen como vasos sanguíneos artificiales. Otras variantes del material contienen circuitos iónicos complejos incrustados que pueden imitar redes nerviosas.

Para probar el material, los investigadores sometieron el elastómero a luz ultravioleta. Incluso después de 48 horas en un ambiente de laboratorio seco, la masa del material permaneció casi idéntica, lo que confirma que el hidrogel retuvo la mayor parte de la humedad. Otras pruebas examinaron cuánta fuerza se requería para separar el elastómero del hidrogel. Se determinó que se requiere una fuerza de más de 1.000 julios por metro cuadrado para separar los dos, que es significativamente mayor que la fuerza necesaria para separar la epidermis de la piel de la dermis.

"Esto es más duro incluso que la piel", dice Zhao. "También podemos estirar el material hasta siete veces su longitud original, y la unión aún se mantiene". Continuó: "Esperamos que este trabajo allane el camino a la piel sintética, o incluso a los robots con piel muy suave y flexible con función biológica".

Otras aplicaciones podrían incluso utilizarlo como un vendaje "inteligente". Los sensores electrónicos integrados pueden monitorear los niveles de oxígeno, la presión arterial y otra información vital, todo mientras pueden adaptarse a un cuerpo en continuo movimiento.

Demostración de convección de productos químicos a través de los canales de la piel.[Fuente de imagen:MIT]

Los canales actúan como una simple red de vasos sanguíneos, capaces de transportar y distribuir líquidos a través del material. Los investigadores creen que el material de elastómero híbrido se puede utilizar como un vendaje microfluídico elástico capaz de administrar fármacos a través de la piel.

“Demostramos que podemos usar esto como un circuito microfluídico extensible”, dice Yuk. “En el cuerpo humano, las cosas se mueven, se doblan y se deforman. Aquí, quizás podamos hacer microfluidos y ver cómo se comporta [el dispositivo] en una parte móvil del cuerpo ".

Avanzando

El grupo de investigadores espera desarrollar el material para que sea útil en un espectro más amplio de aplicaciones, incluso como dispositivo electrónico portátil y como vendaje de suministro de medicamentos a pedido. Se están realizando más investigaciones para probar la viabilidad de crear lentes de contacto con circuito integrado que no se sequen, lo que da lugar a la posibilidad de lentes mucho más duraderos.

"En última instancia, estamos tratando de expandir el argumento del uso de hidrogeles como un conjunto de herramientas de ingeniería avanzada", dice Zhao.

VEA TAMBIÉN: Investigadores del MIT crearon el material más resistente del mundo

Escrito por Maverick Baker

Ver el vídeo: Top 10 INGENIERÍAS Más DIFÍCILES De Estudiar. Dato Curioso (Octubre 2020).