En mi grupo de investigación en Caltech, estudio nuevas propiedades de los materiales que surgen cuando tomas bloques de construcción a nanoescala y los organizas en estructuras 3D conocidas como arquitecturas. Predigo que los materiales diseñados (sustancias construidas desde la nanoescala para tener propiedades útiles) eventualmente reemplazarán a los materiales convencionales, no solo en ciencia e ingeniería, sino en muchas áreas de la vida diaria.
Últimamente, los avances en la impresión 3D y otras formas de fabricación aditiva han hecho posible organizar bloques de construcción de materia de tamaño micro y nano en estructuras complejas con gran precisión. Ahora podemos fabricar nuevos materiales a partir de componentes que van desde un poco más de 100 átomos hasta varios milímetros de tamaño.
Esto significa que los científicos pueden desacoplar propiedades que históricamente han estado unidas. Por ejemplo, los materiales resistentes suelen ser pesados y los materiales aislantes, como la vajilla, suelen ser quebradizos. Pero cuando la cerámica y el vidrio se diseñan reemplazando bloques sólidos de material con una estructura del mismo tamaño construida con pequeños puntales, pueden deformarse y reformarse como una esponja.
Y hay más: los materiales arquitectónicos pueden evolucionar en el espacio y el tiempo en respuesta a un disparador preprogramado. Pueden transformarse en diferentes formas para responder o adaptarse a un nuevo entorno o estímulo. Se pueden hacer para soltar objetos relajando su agarre cuando se calientan o se rompen en lugares designados cuando se tensan.
Este ensayo es parte del paquete Innovadores menores de 35 2022 de . que reconoce a los jóvenes más prometedores que trabajan en tecnología en la actualidad. Vea la lista completa aquí o explore los ganadores en esta categoría a continuación.