Capacidad sensora de las reacciones electroquímicas del Polipirrolhacia el origen de la propiocepción natural y artificial

Resumen

En humanos y animales los músculos sienten, mientras actúan, las condiciones mecánicas, térmicas o químicas de trabajo: son músculos hápticos. Algunos investigadores vienen sospechando que es la propia reacción química impulsora de la actuación el origen de las señales sensoras enviadas de vuelta al cerebro. Para tratar de verificarlo en esta tesis se emplean películas de polipirrol como material modelo de la matriz intracelular en el sarcómero (máquinas moleculares, iones y agua). Al ser oxidadas y reducidas intercambian iones y agua con el electrolito transformándose en un gel denso y reactivo en los que cada cadena polimérica es una máquina molecular electroquímica. Se estudia con distintas técnicas electroquímicas (voltamperometría cíclica, ondas cuadradas de potencial o de corriente) cómo responden esas reacciones al cambiar la temperatura de trabajo, la concentración del electrolito o la frecuencia de la señal impulsora. Tanto la carga consumida, como la energía consumida o la evolución del potencial del material durante cada reacción cambian con las condiciones de reacción. Partiendo de la ecuación de la velocidad de reacción se obtienen las ecuaciones sensoras: relacionan cada magnitud sensora con cada una de las variables experimentales. Los resultados experimentales siguen las ecuaciones descritas. Se corrobora con ello el nuevo principio sensor: los sistemas reactivos (constituidos por máquinas moleculares químicas o electroquímicas) sujetos a perturbaciones energéticas ambientales responden adaptando su energía de reacción, o cualquiera de sus componentes, a las nuevas condiciones energéticas impuestas. Los resultados experimentales y el desarrollo teórico identifican a los potenciales químico y electroquímico durante la reacción (que definen las condiciones energéticas de la reacción) como origen de las señales sensoras en los músculos artificiales y, posiblemente, de la señal detectada por las terminaciones nerviosas en los músculos naturales y enviada al cerebro para informarle de las condiciones térmicas, químicas, eléctricas o mecánicas de trabajo.