Una reacción química común que la mayoría de la gente ha visto de primera mano es la inspiración para una nueva forma de hacer una película de gel flexible que podría generar innovaciones en sensores, baterías, robótica y más.

Un equipo de investigación dirigido por Texas Engineers desarrolló lo que ellos llaman una estrategia de « sumergir y pelar » para la fabricación simple y rápida de membranas bidimensionales de ionogel. Al sumergir materiales de biomasa sostenible en ciertos solventes, las moléculas responden de forma natural al organizarse en películas delgadas funcionales en el borde del material que se pueden quitar fácilmente usando nada más que unas simples pinzas.

Esta estrategia, dijeron los investigadores, se inspiró en lo que le sucede a la leche a temperaturas elevadas que a menudo observamos en la vida diaria.

« En el efecto de piel de leche, se forma una película en la capa exterior de la leche cuando se calienta », dijo Guihua Yu, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica Walker de la Escuela de Ingeniería Cockrell y del Instituto de Materiales de Texas, que se enfoca en la ciencia de los materiales.. « Nos inspiramos en este fenómeno y lo exploramos en diferentes materiales para producir membranas de gel multifuncionales que son fáciles de separar ».

La investigación fue publicada en Nature Synthesis.

Estos geles están formados por una red polimérica rodeada de líquido iónico. Son similares a los hidrogeles en estructura, donde el agua es el elemento líquido. Pero los ionogeles tienen una estructura menos rígida, lo que les da a los iones más espacio para moverse.

Debido a esto, son altamente conductores y muy sensibles. Tienen un alto potencial como sensores, posiblemente como parte de la electrónica portátil que podría rastrear con mayor precisión el movimiento, los latidos del corazón y otros aspectos del control de la salud. Incluso podrían servir como electrolito en baterías de estado sólido, una parte de la batería más segura que transporta iones de un lado a otro para facilitar la carga y descarga.

La principal innovación en la investigación está en el nuevo proceso de fabricación, y funciona en muchos materiales diferentes. El proceso se puede reproducir cientos o miles de veces a alta velocidad y bajo costo. Y las películas se pueden manipular fácilmente para que sean tan gruesas o delgadas como sea necesario y moldeadas o revestidas con otros materiales.

« Este método simple pero efectivo de autoensamblaje inducido por solventes realmente permite la producción rápida y escalable de películas poliméricas funcionales 2D a partir de diferentes materiales de biomasa sostenible, que incluyen celulosa, quitosano, fibroína de seda, goma guar y más », dijo Nancy (Youhong) Guo. uno de los autores principales del artículo, ex estudiante graduado en el laboratorio de Yu y ahora investigador postdoctoral en el MIT.

Yu dijo que espera que otros investigadores adopten esta técnica y la utilicen para varias tecnologías. En el futuro, el equipo de investigación trabajará para optimizar aún más las propiedades mecánicas para más aplicaciones y funcionalidades avanzadas para las tecnologías de próxima generación, como la electrónica portátil, la robótica inteligente y la inteligencia artificial.

Esta investigación también involucra a otros colaboradores de la Universidad Forestal del Noreste y la Universidad de Tecnología Química de Shenyang en China.