Grafeno y el desarrollo de los robots del tamaño de una célula

¿Máquinas del tamaño de una célula? La robótica a microescala da sus primeros pasos

Un equipo de físicos de la Universidad de Cornell ha desarrollado el exoesqueleto de un robot del tamaño de una célula humana que en el futuro podrá conducir la electricidad o cambiar su forma al detectar cambios químicos o térmicos en su entorno. Los encargados del proyecto, Paul McEuen e Itai Cohen, han afirmado que estas máquinas a microescala (equipadas con cargas electrónicas, fotónicas y químicas) pueden convertirse en una poderosa plataforma para la robótica, sobre todo por ser del tamaño de los microorganismos biológicos.

A pesar de que aún estén comenzando a caminar en esta nueva revolución de la electrónica, el profesor de Ciencias Físicas McEuen, ha explicado a través de la propia web de la universidad que el poder computacional de una nave espacial podría aumentar al viajar sobre un objeto del tamaño de una célula.

Hasta el momento, se pueden construir pequeños chips, el problema es que la capacidad del procesamiento de información es limitado, por lo que no saben cómo moverse o ser flexibles.

robótica a microescala

El trabajo de los físicos de Cornell está basado en piezoeléctricos bimorfos de grafeno para construir máquinas autónomas del tamaño de micras, según se explica en el proyecto publicado el 1 de enero.

Estas máquinas se mueven usando un motor -bimorfo- que se compone por dos materiales. En este caso, grafeno y vidrio, que se puede cuando es impulsado por un estímulo como el calor, una reacción química o un voltaje aplicado. Los cambios de forma ocurren porque, en el caso del calor, dos materiales reaccionan distinto a un estímulo térmico.

Como resultado, el bimorfo libera parte de esta tensión, permitiendo que una capa se estire más que la otra. Al agregar paneles planos rígidos que no se pueden doblar con bimorfos se generan pliegues. Basándose en este concepto, pueden hacer una variedad de estructuras plegables desde tetraedros y hasta cubos.

En el caso del grafeno y el vidrio, los bimorfos también reaccionan ante los estímulos químicos al conducir grandes iones en el vidrio, lo que hace que se expanda. “Es como un truco”, ha comentado Miskin, “porque es algo que puedes hacer con estos sistemas a nanoescala”.

Bimorfos y grafeno

El bimorfo se construye colocando químicamente capas de silicio atómicamente delgadas sobre una capa de grafito en la parte superior de la pila. El resultado es el bimorfo más delgado que se haya fabricado. Además, según han indicado los propios impulsores del proyecto, sus dispositivos son compatibles con la fabricación de semiconductores, lo que es a su vez compatible con su visión futura de la robótica a esta escala.

Y debido a la fuerza relativa del grafeno, pueden manejar los tipos de cargas necesarias para aplicaciones electrónicas.
No obstante, estas minúsculas máquinas todavía no tienen aplicaciones comerciales en electrónica o detección biológica. Pero la investigación impulsa la ciencia de los robots a nanoescala. Se trata de una primera fase, la de la construcción de ”los músculos para máquinas de pequeña escala”.