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Un grupo de investigadores del MIT ha desarrollado fibras ópticas que no sólo transportan y modulan la luz, sino que también generan y perciben los cambios de presión. Las fibras multifuncionales podrían ser usadas para fabricar varios tipos de sensores. Estas fibras también se podrían utilizar de forma que modulasen una señal óptica, haciéndolas prometedoras para la creación de textiles "inteligentes".

"Queremos aumentar el nivel de complejidad y sofisticación de las fibras", afirma Yoel Fink, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en el MIT.

Mediante la integración de materiales sensibles al calor y la luz durante la fabricación de fibras ópticas, el grupo de Fink haya logrado crear fibras que actúan como sencillos sensores, e incluso como cámaras. El grupo acaba de añadir un nuevo nivel de funcionalidad a las fibras ópticas mediante la introducción de una capa de material piezoeléctrico. Este material convierte las señales eléctricas en un cambio mecánico, y viceversa, haciendo que la presión se pueda aplicar, o detectar, en la fibra.

El principal desafío a la hora de fabricar estas fibras consiste precisamente en la organización de múltiples capas de materiales, así como su procesamiento bajo condiciones que conduzcan a capas de calidad. En los últimos años, el grupo de Fink ha desarrollado un proceso para la cuidadosa aplicación de capas de materiales con las que formar una gruesa barra "preforma" que se calienta y se estira hasta conseguir una fibra muy delgada, de kilómetros de largo, que contiene diversos materiales, incluyendo polímeros y metales.

La clave de este método está en la selección de materiales que no sólo posean las propiedades deseadas, sino que también que se derritan y fluyan a la misma temperatura. Para las fibras piezoeléctricas, Fink crea una preforma de 40 milímetros de diámetro. Contiene un polímero que forma un cristal piezoeléctrico de alta calidad al enfriarse, así como un material de policarbonato que es a la vez viscoso y conductor. Cuando se calientan y se estiran, las dimensiones de estas capas se reducen desde milímetros a nanómetros, al tiempo que mantienen la misma proporción de grosor. Gracias a su delgadez, flexibilidad y peso ligero, las nuevas fibras podrían ser especialmente útiles para la detección distribuida y la toma de imágenes.

"El gran desafío dentro de la integración de la funcionalidad es la integración de materiales muy distintos, y este es un gran paso adelante", afirma Ritesh Agarwal, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en la Universidad de Pennsylvania. Agarwal asegura que es impresionante que la capa piezoeléctrica conserve sus propiedades después de haber sido extendida—los investigadores del MIT han desarrollado unas condiciones de fabricación que aseguran que la estructura cristalina de este material, que es importante para mantener sus propiedades de conversión de presión en electricidad, se mantenga.