Investigadores de la Universidad de Tel Aviv, junto a colegas del Laboratorio Nacional de Los Alamos, en Estados Unidos, desarrollaron un novedoso metamaterial mecánico con «memoria» para «recordar» el orden de las acciones que se realizaron sobre su estructura.
Se trata, explicaron los expertos, de un proceso muy parecido al de una computadora que sigue una secuencia de instrucciones.
«Este material es como un dispositivo mecánico de almacenamiento de memoria que puede recordar una secuencia de entradas», señaló Dor Shohat, un estudiante de doctorado de la Universidad de Tel Aviv que participó en la investigación.
«Como un bit de memoria»
«Cada uno de sus componentes mecánicos -añadió- tiene dos estados estables, como un bit de memoria».
Los materiales ordinarios, indicó un reporte sobre la investigación, responden de la misma manera a una secuencia de manipulaciones externas independientemente de su orden.
En cambio, el nuevo metamaterial –llamado Chaco, por un sitio arqueológico en Nuevo México- exhibe un comportamiento dependiente de la historia, abriendo así un camino hacia interesantes aplicaciones para el almacenamiento de memoria, robótica o informática mecánica.
Un metamaterial, explicó el informe, es una estructura hecha de bloques que son mucho más grandes que los átomos o las moléculas. Las propiedades físicas del metamaterial están determinadas principalmente por la disposición espacial de esos bloques.
Esta investigación de los científicos israelíes y estadounidenses se centra en un metamaterial mecánico que se compone de una serie de «vigas flexibles» que se doblan fácilmente bajo compresión.
Según el estudio, el «secreto» detrás de la «memoria» de Chaco radica en su diseño único inspirado en el concepto de «frustración» que se encuentra en los sistemas magnéticos, conocidos por sus propiedades de memoria.
(En el terreno de la física, la «frustración» es la incapacidad de un sistema para hacer mínima la energía de todas sus interacciones).
Creando desorden
De manera similar a cómo la frustración geométrica puede impedir que los imanes alcancen un estado simple y ordenado, los bloques de construcción de Chaco están dispuestos de una manera que les impide asentarse fácilmente en una configuración ordenada y de baja energía.
Esa «frustración» controlada, indicaron los resultados del estudio, que fueron publicados en la revista Nature Communications, «crea una multitud de estados posibles, una propiedad que permite al material recordar la secuencia de acciones que ha experimentado».
«Al diseñar cuidadosamente la geometría del material, podemos controlar la forma en que responde a las fuerzas externas», añadió Chaviva Sirote-Katz, otra estudiante involucrada en la investigación.
«Esto nos permite crear desorden y comportamientos complejos en una estructura simple y ordenada», resumió Sirote-Katz.
