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Polímero revolucionario: duro o blando con solo mojarlo

Luis Miguel Ariza
7:03 - 7/03/2008
Un polímero revolucionario. Foto: Archivo

Un equipo de investigadores fabrican un revolucionario polímero inteligente que cambia su rigidez y que está inspirado en los pepinos de mar. El material abre la puerta a la integración de chips y electrodos en el cerebro humano.

Imagine un plástico capaz de conservar su dureza en un momento para volverse flexible en cuestión de segundos con sólo mojarlo, y viceversa. Este tipo de materiales cambiantes sólo se habían visto en las novelas de ciencia ficción -como por ejemplo, la pintura que se transforma en un vestido descrita en las novelas del escritor polaco Stanislaw Lem-.

Ahora, un grupo de investigadores liderado por Jeffrey R. Capadona, de la universidad Case Western Reserve en EEUU, ha logrado crear un polímero que es capaz de alterar sus propiedades mecánicas cuando se expone a ciertos estímulos químicos, lo que abre una nueva vía en el excitante campo de los materiales inteligentes, capaces de responder a estímulos externos.

Estimular su estado

"Podemos hacer ingeniería y diseñar estos polímeros para que cambien sus propiedades mecánicas, en particular su dureza o flexibilidad, y que lo hagan de una forma programada cuando los exponemos a una sustancia química específica", ha declarado Christoph Weder, uno de los autores del trabajo que recoge el último número de la revista Science.

En concreto, el material es capaz de cambiar desde un plástico muy duro, similar al que constituyen los discos compactos actuales, a una especie de goma blanda cuando se pone en contacto con agua, en cuestión de apenas unos segundos, y viceversa, con una flexibilidad sorprendente. Una característica adicional es que el polímero no absorbe agua como si fuera una esponja, sino que mantiene intactas todas sus propiedades, incluyendo el volumen.

Un milagro químico

Los investigadores se han inspirado en los holoturios, animales marinos también llamados pepinos de mar, que son capaces de endurecer su piel o hacerla muy flexible según las circunstancias. Los holoturios logran este milagro gracias a sustancias químicas controladas por su sistema nervioso, que son capaces de alterar la estructura de las fibras de colágeno de su piel. Estas fibras se interconectan formando una red más tupida o rígida o con menos conexiones y más blanda si reciben el estímulo adecuado. El nuevo material compuesto reacciona de un modo parecido.

Las aplicaciones de este biomaterial son muy excitantes: nada menos que ofrecen una vía mucho mejor para la integración de sistemas artificiales en con el cerebro y los nervios. Para los pacientes que sufren una forma muy severa de Parkinson, uno de los tratamientos habituales consiste en implantarles electrodos muy pequeños en el cerebro que emiten pulsos eléctricos de alta frecuencia para tratar de anular las zonas del cerebro que producen los movimientos incontrolados.

Estos electrodos tiene que conectar con el tejido nervioso para transmitir la señal, pero suelen causan daños y a la larga hay que extraerlos. En otros casos, es necesario que los electrodos y procesadores transmitan la señal que viaja con un nervio que ha sufrido daños, algo que está siendo investigado para encontrar una solución a las lesiones medulares.

Daños en los tejidos

Uno de los problemas que surge cuando un paciente lleva implantado uno de estos electrodos es que, con el paso de los meses, las señales que recogen se degradan. Los investigadores creen que precisamente la dureza del material que compone estos electrodos causa daños al tejido blando cerebral que los rodea, por lo que el interface -la conexión entre lo vivo y lo muerto- se arruina.

"Pensamos que los electrodos hechos con este nuevo polímero podrían solucionar este problema", ha indicado Dustin Tyler, otro de los autores. "Esa es la razón por la cual hemos diseñado estos materiales que responden al agua, ya que permite que estos electrodos tan rígidos se ablanden cuando entran en contacto con el tejido cerebral, que es muy rico en agua".


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