Bimorfos con grafeno: un paso hacia al robot celular.

¿Es posible hacer una máquina del tamaño de una célula humana capaz de conducir la electricidad, ser sensible al ambiente y cambiar de forma? Los físicos de Universidad de Cornell, Paul McEuen, Itai Cohen y colaboradores, no solo dicen que sí, ya comenzaron a construirla. En la actualidad se pueden producir micro y nanochips para procesar gran cantidad de  información,  pero poco se sabe sobre cómo hacer para que se doblen o muevan. La propuesta es usar motores denominados bimorfos (bimorphs). Un bimorfo es un conjunto de dos materiales, en este caso, grafeno y vidrio, que se dobla cuando es impulsado por un estímulo como calor, una reacción química o un voltaje aplicado. El cambio de forma ocurre porque, en el caso del calor, dos materiales con diferentes respuestas térmicas se expanden en forma diferente ante el mismo cambio de temperatura. Como consecuencia, el bimorfo se dobla para aliviar parte de esta tensión, permitiendo que una capa se estire más que la otra. 

Grafeno-vidrio bimorfos. Crédito: Cornell University 

Al agregar paneles planos rígidos que no se pueden doblar, los investigadores localizan la flexión para que ocurra sólo en lugares específicos, creando pliegues.  Con este concepto se pueden construir una variedad de estructuras plegables:
desde tetraedros (pirámides      triangulares) hasta cubos 
En el caso del grafeno y el vidrio, los bimorfos también se pliegan en respuesta a estímulos químicos al conducir grandes cantidades de iones al vidrio, produciendo expansión. Por lo general, esta actividad química solo ocurre en el borde exterior del vidrio cuando se sumerge en líquidos iónicos. Como el bimorfo tiene solo unos pocos nanómetros de grosor, presenta una gran superficie en el borde externo conducente a una alta reactividad química. 
El bimorfo, debido a la fuerza relativa del grafeno, permite construir un exoesqueleto lo suficientemente fuerte para transportar los componentes electrónicos necesarios.  
Ahora los investigadores están abocados a la construcción de “músculos” a pequeña escala.
Una interesante y genial contribución al exponencial desarrollo de la nanorrobótica.

Lectura complementaria:

Graphene-based bimorphs for micron-sized, autonomous origami machines.