Imagínese una prótesis que nunca se gaste y sea flexible y se adapte a su muñón como un guante. Un equipo de científicos que trabajan en Tel Aviv y los Países Bajos ha desarrollado un método para construir metamaterial programable, con el potencial de cambiar no sólo la vida de las personas con discapacidad, sino todo el campo de la tecnología de vestimenta y robótica flexible.
El equipo demostró su concepto por la impresión de un cubo de metamaterial utilizando una impresora 3-D. Un patrón de cara sonriente apareció en el lado del cubo cuando fue comprimido entre las superficies modeladas apropiadamente.
El material ordinario, el monitor de su computadora, su café o su gato, se compone de átomos y moléculas. El estado del material (sólido, líquido, gaseoso, etc.) y su comportamiento (conducción de la electricidad, la dureza, por ejemplo) están determinados por su composición química, explica el científico Yair Shokef de la Universidad de Tel Aviv.
En cambio, un metamaterial es un material diseñado por el hombre, construido de unidades más grandes que los átomos o moléculas, cuyo estado y comportamiento está determinado por las características de las unidades, no de la composición química.
«El material entero está hecho de los mismos materiales elementales [moléculas, átomos], pero los bloques de construcción son más grandes a escala – nanómetros, o incluso milímetros o centímetros. Artificialmente creamos una estructura que consta de dichos bloques y las características están determinadas por la estructura geométrica», explica Shokef.
Tomemos, por ejemplo, un diamante ordinario. Sus partículas componentes son átomos de carbono dispuestos en una estructura específica, a escala atómica (10-10m). «En los metamateriales, los objetos que se repiten son estructuras geométricas en una escala mucho más grande», dice.
Al planear el uso de material de grandes unidades a gran escala, no átomos, hay más capacidad para controlar las características físicas de la sustancia. Así, la sonrisa impresa en 3ED es una prueba de la flexibilidad del metamaterial.
Ese metamaterial específico fue programado para la aplicación de la compresión en el espacio modelado en una dirección para causar una deformación programada espacialmente modelada (abolladuras y protuberancias) en otras direcciones. «En un cubo aparentemente normal, un patrón de protuberancias programable aparece cuando se comprime,» dijo el Dr. Shokef. «En el caso de los metamateriales, diseñados por los seres humanos, la estructura espacial determina el comportamiento del material.»