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Las propiedades de la mayoría de los materiales d

Las propiedades de la mayoría de los materiales dependen de su composición. Sin embargo, estas pueden también cambiar de manera drástica cuando se altera su estructura cristalina. El fenómeno suele observarse en polímeros y en materiales inteligentes, cuyas cualidades varían en respuesta a estímulos externos, como cambios en la temperatura o el pH. Los llamados metamateriales se caracterizan por imitar dicho comportamiento gracias a estructuras creadas artificialmente. Numerosas técnicas automatizadas se beneficiarían del uso de metamateriales reconfigurables. En un artículo publicado este año en Nature, Johannes Overvelde, ahora en el Instituto de Física Atómica y Molecular (AMOLF) de Ámsterdam, y otros investigadores han presentado un algoritmo que permite diseñar ciertos materiales de este tipo e investigar sus propiedades de deformación.

Los avances en las técnicas de fabricación han facilitado la creación de materiales artificiales cuya producción por métodos tradicionales resultaría imposible o muy laboriosa. Dichas técnicas permiten construir componentes mecánicos complejos, imprimir objetos tridimensionales escaneados y preparar estructuras que pueden incluso «programar» la rigidez de un material.
Tales adelantos cuentan con diversas aplicaciones, pero han mostrado una utilidad especial en robótica. A fin de construir robots adaptables y que interactúen fácilmente con el entorno, se necesitan diseños que permitan modificar la forma y el ensamblaje de las máquinas. Estos robots reconfigurables se basan en componentes físicos que cambian de forma en función de la tarea o del entorno. Con todo, el mayor desafío lo plantea la determinación de los parámetros geométricos y mecánicos necesarios para los distintos ambientes y trabajos.
Uno de los principios que permiten abordar tal cuestión es el diseño inspirado en la papiroflexia, u origami, consistente en crear materiales doblando superficies por líneas de pliegue predefinidas. En la práctica, sin embargo, no todas las arquitecturas basadas en esta técnica pueden reconfigurarse y, además, no resulta obvio discernir cuáles se prestan a ello. El algoritmo de Overvelde y sus colaboradores permite analizar vari

Un trabajo reciente ha desarrollado un formalismo

Un trabajo reciente ha desarrollado un formalismo que permite el diseño de materiales reconfigurables a cualquier escala, desde sistemas del orden del metro hasta nanométricos. Esta fotografía muestra dos de las estructuras geométricas que pueden obtenerse con la nueva técnica. [CORTESÍA DE JOHANNES T. B. OVERVELDE]

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