Countersnapping Metamaterial. Crédito: Amolf
Cuando sacas algo, como una banda de goma, esperas que se haga más largo. Pero, ¿y si hiciera lo contrario? ¿Qué pasa si de repente se encogió? En un estudio publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores de Amolf y Arcnl han hecho esto posible. Crearon estructuras que se rompen hacia adentro cuando se tiran hacia afuera.
Este sorprendente comportamiento desafía la comprensión convencional de los materiales y abre aplicaciones emocionantes en robótica blanda, dispositivos inteligentes y sistemas de control de vibraciones.
Contrapeso
“Hemos demostrado que los sistemas mecánicos pueden diseñarse para comportarse de manera que parezcan casi paradójicas”, dice Bas Overvelde, investigador principal del grupo de materia robótica suave.
“Este nuevo tipo de comportamiento, que acuñamos contrapeniendo”, nunca antes se ha visto en experimentos. Esto podría transformar cómo diseñamos todo, desde dispositivos robóticos médicos hasta edificios resistentes a los terremotos “.
Crédito: Amolf
Combinando bloques de construcción
Para que este comportamiento contradictorio ocurra, el equipo desarrolló una estrategia de diseño inteligente: en lugar de tratar de desarrollar el comportamiento complejo a la vez, comenzaron con piezas pequeñas y más simples y las combinaron de una manera específica. El resultado? Estructuras que de repente se contraen cuando se sacan, algo que anteriormente se creía que era casi imposible de lograr en la práctica.
Según el primer autor Paul Ducarme, “es como descubrir un nuevo bloque de construcción para los sistemas mecánicos. Se comporta de una manera completamente inesperada, pero una vez que lo comprenda, puede usarlo para hacer cosas increíbles”.
Aplicaciones
Los investigadores demostraron que estas estructuras de contrapeso pueden conducir a propiedades exóticas que podrían ser útiles en una variedad de aplicaciones. Los ejemplos incluyen:
Movimiento deslizante unidireccional sin motores o electrónica, potencialmente útil en robots blandos que necesitan avanzar sin deslizarse hacia atrás, como robots médicos que navegan a través del cuerpo. Materiales que cambian de rigidez a la demanda: ideal para exosuciones portátiles o prótesis que necesitan ser flexibles durante el movimiento pero que se endurecen instantáneamente para obtener apoyo o seguridad. Estructuras que amortiguan la vibración excesiva por sí mismas, potencialmente que se salvan vidas en sistemas como aviones, turbinas eólicas o incluso edificios en áreas propensas a los terremotos. CONTROLADA DEL MATERIAL DE LA CUPERA DE LIBRA. Crédito: Amolf contraproducentes de bloques de construcción. Crédito: Amolf/Alberto Comoretto
Más allá de usar estructuras individuales, el equipo también exploró la combinación de múltiples estructuras juntas. “Esto abre nuevas posibilidades para metamateriales que actúan como computadoras”, dice Martin Van Hecke, investigador principal del grupo de metamaterial mecánico en Amolf.
Los investigadores creen que esto es solo el comienzo. Al igual que el chasquido tradicional se usa en cosas como carpas emergentes, juguetes para tomar y estructuras espaciales desplegables, la contrapesión podría encontrar su camino en una nueva generación de tecnologías que son más inteligentes, más rápidas y adaptativas.
Más información: Paul Ducarme et al, propiedades mecánicas exóticas habilitadas por inestabilidades de contrapeso, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). Doi: 10.1073/pnas.2423301122
Cita: las estructuras de ‘contrapeso’ se encogen cuando se retiran (2025, 12 de mayo) Recuperado el 12 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-countersnapping.html
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