Funcionalización de hidrogeles de red doble para aplicaciones en actuadores remotos y en detección de deformaciones a baja temperatura

Los hidrogeles multifuncionales tienen aplicaciones importantes en diversos campos como músculos artificiales, dispositivos portátiles, robótica blanda e ingeniería de tejidos, especialmente aquellos con propiedades mecánicas favorables, buena resistencia a bajas temperaturas y capacidades de respuesta a estímulos. En el estudio actual, se fabricó un tipo de hidrogel de red doble (DN) de poliacrilamida/alginato de sodio/nanotubo de carbono (PAAm/SA/CNT), que exhibió una alta resistencia a la tracción de 271.68 ± 6.04 kPa, una conductividad favorable de 1.38 ± 0.17 S·m–1 y una buena capacidad de auto-reparación bajo condiciones de calentamiento. Además, el hidrogel compuesto mostró deformaciones fotomecánicas controlables bajo irradiación de infrarrojo cercano, tales como flexión, hinchazón, natación y agarre de objetos. Para ampliar aún más las aplicaciones del hidrogel en entornos a baja temperatura, se introdujo cloruro de calcio (CaCl2) en dicho hidrogel PAAm/SA/CNT como aditivo. Curiosamente, las resistencias a la tracción/compresión, así como la elasticidad, se mantuvieron bien a una temperatura tan baja como −20 °C. Además, el hidrogel PAAm/SA/CNT/CaCl2 presentó una excelente conductividad, recuperabilidad y capacidad de detección de deformaciones bajo tales condiciones extremas. En general, las investigaciones realizadas en este documento han proporcionado potencialmente nuevos métodos e inspiraciones para la generación de hidrogeles híbridos multifuncionales PAAm/SA/CNT/CaCl2 hacia aplicaciones extendidas.