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Los científicos desarrollan robots blandos a partir de cáscaras de cebolla de desecho

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Utilizando nanopartículas de carbono porosas de residuos de cáscaras de cebolla, un equipo de científicos ha desarrollado actuadores robóticos blandos con capacidad fotomecánica mejorada, dijo el martes el Departamento de Ciencia y Tecnología.

Los actuadores pueden actuar como trampas eficientes para iluminar la luz del infrarrojo cercano (NIR) de baja potencia y pueden convertir una señal de control en movimiento mecánico con aplicaciones de bioingeniería como administración de fármacos, dispositivos portátiles y de asistencia, prótesis e incluso órganos artificiales.

Los robots blandos o actuadores que consisten en un polímero similar al caucho con nanomaterial incrustado, que convierten una fuente de energía en movimiento mecánico, han ganado mucho interés con aplicaciones específicas en áreas, incluidas operaciones biomédicas, militares y espaciales remotas.

La generación de movimiento prediseñado facilitado por su flexibilidad, asequibilidad y fácil personalización son las principales razones de tal interés. La alta conductividad térmica de estas nanoformas da como resultado una rápida distribución del calor generado localmente por estímulos térmicos y fototérmicos, dijo el DST.

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Para llevar estos actuadores al siguiente nivel de desarrollo, se pueden crear trampas de calor para capturar y contener el calor generado durante períodos un poco más largos, de modo que se pueda mejorar la actuación fotomecánica lograda.

“Un equipo dirigido por el prof. S Krishna Prasad del Centro de Ciencias Nano y de Materias Blandas (CeNS), Bengaluru, se ha dado cuenta de esa posibilidad mediante la utilización de nanopartículas de carbono porosas (PCN) ”, dijo el DST.

En el trabajo de investigación publicado recientemente en el Revista de nanoestructura en química, los nanocarbonos porosos (PCN) preparados a partir de cáscaras de cebolla de desecho por Gurumurthy Hegde en la Facultad de Ingeniería de BMS en Bengaluru, agregó.

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El área de superficie específica de los PCN de alta porosidad fueron trampas eficientes para la iluminación de luz infrarroja cercana (NIR) de baja potencia, lo que dio como resultado que la película que comprende PCN y PDMS lograra una actuación de gran magnitud (varios mm) con respuestas rápidas (sub-segundo) . Estas características rara vez se obtienen en películas de una sola capa que contienen cualquier otra nanoestructura de carbono. Los investigadores atribuyen la capacidad de atrapar el calor a la forma en que se prepara el PCN.

Pragnya Satapathy, investigador principal, dijo: «Las mediciones exhaustivas realizadas muestran que la eficiencia de conversión fototérmica y la capacidad de atrapamiento de calor están fuertemente correlacionadas con la temperatura de pirólisis empleada para la preparación de PCN y, por lo tanto, es un parámetro de control efectivo».

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Como valor añadido, el equipo también descubrió que con una capa de oro ultrafina (30 nm) adicional, la magnitud de actuación podría ser más del doble y, lo que es más importante, se realizó un movimiento fotosensible bidireccional controlado por foto. Como una nueva demostración del proceso orientada a la aplicación, el equipo fabricó un interruptor eléctrico accionado por infrarrojo cercano, que podría activar circuitos LED y podría usarse para otras aplicaciones similares, agregó.



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