Publicación: Carbono viviente: el nacimiento de una nueva familia de materiales inteligentes y sus aplicaciones en ingeniería mecánica
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2022
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['Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)', 'Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica']
Resumen
Los “materiales vivientes” constituyen una de las principales revoluciones cotidianas de la ciencia e ingeniería de los materiales. Dichos materiales vivientes o “biohíbridos” suelen combinar una matriz extracelular sintética, como elemento estructural, y diferentes tipos de microrganismos (células eucarióticas, bacterias, arqueas), que les proporcionan esa componente vital y capacidades de respuesta especiales ante diversos estímulos. Considerando que el carbono y sus formas alotrópicas constituyen una familia de materiales muy singular, con unas propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas, tribológicas y bioquímicas muy especiales y que promueven aplicaciones extremadamente numerosas en todo tipo de industrias, muchas de ellas relacionadas con la ingeniería mecánica, se desea investigar y desarrollar industrialmente el concepto del carbono viviente, introducido aquí como: “una nueva familia de materiales vivientes basada en la utilización de chasis o microestructuras de carbono colonizadas por distintos tipos de células, bacterias o arqueas que proporcionen funcionalidades innovadoras y permitan respuestas inteligentes”. Se describe aquí una metodología para la ingeniería del carbono viviente y el desarrollo de dispositivos biohíbridos basados en esta nueva familia, se detallan resultados preliminares de nuestro equipo, se presentan posibles aplicaciones en ingeniería mecánica y se analizan las principales limitaciones actuales y las tendencias de investigación.
“Living materials” also referred to as “engineered living materials” are among the most relevant current transformations in materials science and engineering. Such living matter or biohybrid materials and systems, usually combine a synthetic extracellular matrix and different types of microorganisms (eukaryotic cells, bacteria, archaea), which provide them with liveliness and with abilities to respond to environmental stimuli. Considering that carbon allotropes constitute a very singular family of materials, with highly special mechanical, tribological, thermal, electrical and biochemical properties, fostering applications in numerous industrial sectors, many of them related to mechanical engineering, it is relevant and timely to research and develop the concept of living carbon, introduced as: “a new family of living materials based on the employment of carbon structures colonized by different cells, bacteria or archaea that provide innovative functionalities and allow for intelligent responses”. A methodology for engineering living carbon materials, and biohybrid systems based on them, is described here and illustrated through different examples developed by our team. Possible applications in mechanical engineering are presented and key challenges and research trends are discussed.
“Living materials” also referred to as “engineered living materials” are among the most relevant current transformations in materials science and engineering. Such living matter or biohybrid materials and systems, usually combine a synthetic extracellular matrix and different types of microorganisms (eukaryotic cells, bacteria, archaea), which provide them with liveliness and with abilities to respond to environmental stimuli. Considering that carbon allotropes constitute a very singular family of materials, with highly special mechanical, tribological, thermal, electrical and biochemical properties, fostering applications in numerous industrial sectors, many of them related to mechanical engineering, it is relevant and timely to research and develop the concept of living carbon, introduced as: “a new family of living materials based on the employment of carbon structures colonized by different cells, bacteria or archaea that provide innovative functionalities and allow for intelligent responses”. A methodology for engineering living carbon materials, and biohybrid systems based on them, is described here and illustrated through different examples developed by our team. Possible applications in mechanical engineering are presented and key challenges and research trends are discussed.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
materiales vivientes, materiales biohíbridos, carbono, impresión 4D
Citación
Centro
Facultades y escuelas::E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica