Nanotubos: Supermúsculos para robots

En la Universidad de Texas un grupo de investigadores ha desarrollado prototipos funcionales de músculos artificiales para robots basados en nanotubos de carbono. Si bien no es una idea completamente nueva, nunca antes se había logrado poner a punto un músculo artificial con tanta resistencia y fuerza. El rango de temperaturas a la que pueden operar va de los casi -200 a +1500 grados. En caso de una rebelión robótica necesitaremos mucha suerte para eliminar un cacharro con músculos así.

Los científicos, desde hace tiempo, saben que ciertos materiales pueden contraerse al ser sometidos a una corriente eléctrica. Esto los hace ideales para la construcción de “músculos artificiales” para robots, y de hecho se los ha empleado durante años con ese fin. Sin embargo, el uso de la nanotecnologia parece haberle dado una gran vuelta de tuerca a este asunto. Un artículo, publicado el 20 de marzo en la revista Science por investigadores de la Universidad de Texas describe como un aerogel –un sólido muy liviano y poroso- de nanotubos de carbono puede moverse 1.000 veces más rápido que un músculo humano al ser excitado por una corriente eléctrica.

Este increíble material, en el que los nanotubos reemplazan a las fibras musculares que permiten a los seres vivos moverse, solo pesa 1.5 miligramos por milímetro cúbico (una vez y media el peso del aire). Todo parece indicar que estos súper músculos pueden realizar el mismo trabajo que realizan los servomotores o actuadores de un robot convencional, pero proporcionándoles mayor fuerza y velocidad con solo una fracción de su peso. Uno de los escollos más duros de salvar por los constructores de robots es su gran peso, que obliga a utilizar gran parte de la carga de sus baterías solamente para “transportar” el propio peso del cacharro. Este aerogel de ciencia ficción podría terminar con ese problema.

El rango de temperaturas al que operan los prototipos de la Universidad de Texas es increíble. Mientras que cualquier chip de silicio o motor eléctrico solo funciona en un rango de temperaturas modesto (digamos desde -20 a +150 grados Celsius), estos músculos soportan temperaturas tan bajas como -196 grados o tan altas como 1538 grados Celsius. Un robot industrial equipado con extremidades capaces de soportar temperaturas así seria la estrella de cualquier fábrica. Para que tengas una idea de lo que soporta este aerogel imagina que el hierro, por ejemplo, se funde alrededor de esa temperatura. Si el cabrón de Terminator hubiese tenido músculos así, quizás no nos hubiésemos librado tan fácil de él.

No solo son livianos y resistentes: también son rápidos. Pero rápidos de verdad. Según puede leerse en el artículo de Science, estos súper músculos se expanden hasta un 37.000% en solo un segundo, una cifra que realmente es increíble. Cuando la corriente eléctrica deja de atravesarlos, vuelven a su tamaño normal en solo unos pocos nanosegundos. También son muy resistentes, gracias a la propia estructura molecular de los nanotubos de carbono. Los investigadores comparan la dureza de sus prototipos con la del diamante.

Este material podría servir tanto para reemplazar los sistemas hidráulicos y electromecánicos de los robots industriales como para la fabricación de exoesqueletos que, con un peso de un solo un par de kilogramos, permitan levantar pesos enormes o devuelvan la movilidad a personas con problemas motrices.