Una polilla robot impresa en 3D hace crecer sensores UV con su propia sangre artificial

Síntesis química dentro de canales microfluídicos

Los robots suelen funcionar con una configuración de hardware fija establecida durante el montaje. Para superar esta limitación, investigadores de la Universidad de Tartu y el Instituto Italiano de Tecnología (IIT) diseñaron un dispositivo a escala de insecto capaz de sintetizar materiales in situ, según informó New Atlas. El cuerpo inspirado en una polilla se produce mediante impresión 3D con plástico transparente en el que se integran conductos fluídicos miniaturizados.

Una bomba en miniatura impulsa aproximadamente 3 ml (0,1 onzas líquidas) de líquido portador a través de la red vascular impresa. El fluido en circulación transporta pirrol, un monómero que se difunde aproximadamente una centésima de milímetro en las paredes de polímero adyacentes. Cuando se expone a luz ultravioleta junto con un aditivo activado por luz, el pirrol se polimeriza para formar polipirrol, un plástico eléctricamente conductor que aparece como una mancha oscura en la superficie del ala.

«Hacer crecer el receptor in situ significa que el propio entorno puede crear el patrón del robot, en función de lo que esté ocurriendo realmente en ese momento.»

— Kadri-Ann Pankratov, investigadora doctoral de la Universidad de Tartu

Mecanismos de detección y respuesta física

La detección eléctrica depende de conductores preinstalados, no de circuitos cultivados. Unos finos hilos de oro integrados en la estructura durante la impresión se conectan directamente al punto conductor recién formado, según detalla el estudio del equipo publicado en Advanced Science y destacado por New Atlas.

Cuando los rayos ultravioleta inciden sobre la mancha de polipirrol, su resistencia eléctrica cae momentáneamente. Un microprocesador integrado registra esa caída de resistencia y desencadena una reacción: un LED integrado parpadea o un hilo de nitinol, una aleación con memoria de forma, se contrae para batir las alas. Las pruebas confirmaron que el sensor recién cultivado conservaba conductividad funcional después de cuatro meses de almacenamiento. Como el monómero residual sigue reaccionando en exposiciones posteriores, la sensibilidad del sensor aumentó con el tiempo, aunque cada ciclo de señal requiere aproximadamente cinco minutos para volver a la línea base.

Límites actuales y vías de ingeniería

La polilla experimental sigue siendo un prototipo de laboratorio y no puede lograr un vuelo sin cables. El accionamiento de las alas depende actualmente de energía externa para calentar el hilo de nitinol, aunque los investigadores han realizado ensayos preliminares con reactivos químicos en el fluido para alimentar el chip integrado.

Los límites operativos siguen definidos por la física y el control del usuario. En las pruebas actuales, una plantilla física colocada por los investigadores determina dónde incide la luz sobre el ala, y la reacción de polimerización no puede revertirse. Sin embargo, la primera autora, Kadri-Ann Pankratov, indicó que la red fluídica puede drenarse, enjuagarse y rellenarse con otras composiciones químicas. La investigación se basa en trabajos anteriores sobre materiales, como FiloBot del IIT y sistemas autónomos de la Universidad de Cornell, y apunta a futuros sistemas en los que los canales vasculares cumplan funciones tanto de suministro de material como de almacenamiento de energía, según documenta New Atlas.

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