Un metamaterial que es capaz de contar hasta diez
Físicos de Países Bajos han presentado en la revista Physical Review Letters y metamaterial a base de caucho que puede contar hasta diez e incluso recordar el orden en que se presiona
"Me gusta encontrar complejidad en las cosas simples", explica el candidato a doctorando de AMOLF Amsterdam, Lennard Kwakernaak, al presentar una pieza de goma blanda con 22 vigas en pares. "Este es nuestro contador de rayos. Empújalo", dice en un comunicado.
El resultado es inesperado. Todas las barras se doblan hacia la izquierda excepto la primera, que se dobla hacia la derecha. "Esa primera barra luego empuja el siguiente par hacia la derecha y se mueve a lo largo de una posición cada vez que empujas el material. Así es como el material cuenta hasta diez".
El bloque de caucho es un ejemplo de metamaterial mecánico: un material cuyas propiedades están determinadas no solo por su composición sino también por su estructura. El grupo del profesor Martin van Hecke, en la Universidad de Leiden, investiga cómo se pueden usar materiales simples para procesar información, un poco como una computadora.
Una barra que se ajusta de izquierda a derecha se puede comparar con un bit de computadora que es cero o uno. "No es fácil diseñar la estructura para que responda de la manera que queremos", explica Kwakernaak. "Contar es el cálculo más simple que se nos ocurrió, así que ese fue un punto de partida lógico".
"Al desarrollar un material de este tipo, uno intenta descubrir las reglas del juego", explica el candidato a doctorado. "¿Qué se le permite hacer? La regla en este caso es sobre el contacto de un bar con sus vecinos directos".
Los investigadores también fueron un paso más allá de contar, explica. "En el camino, descubrí que puedes causar diferentes reacciones en la goma al empujar con diferentes niveles de fuerza. Al experimentar con esto, pude hacer un metamaterial que solo cuenta hasta el final si lo empujas en el orden correcto, con la cantidad correcta de fuerza. Una especie de candado, en otras palabras.
Un uso posible es contar autos de diferentes clases de peso que pasan por un puente. O un podómetro, por ejemplo, porque puedes hacer el metamaterial tan grande o pequeño como quieras. "La gran ventaja es que tales metamateriales mecánicos son baratos, robustos y de bajo mantenimiento", dice Kwakernaak.
"Eso los hace interesantes para todo tipo de aplicaciones. Es difícil decir exactamente cuáles serán, pero siempre encontramos un propósito para nuevos materiales como este. Por ejemplo, investigaciones anteriores sobre un material que se pliega como el origami inspiró el plegado de paneles solares en un satélite".
El mismo Kwakernaak disfruta especialmente viendo cómo las cosas aparentemente simples pueden ser muy complejas. "Cómo se dobla exactamente un haz tan delgado es mucho más complicado de lo que piensas. Una computadora apenas puede simularlo". Él se ríe, "A veces casi se siente como si fuera un aficionado profesional".
El siguiente paso de Kwakernaak es idear una estructura aún más complicada, donde haya interacción entre vecinos no solo en una dirección, sino en un plano. "Eso sería en realidad una computadora simple", dice.
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