Levitación acústica para manipular estructuras de partículas

Científicos han levitado partículas usando el sonido en un experimento con posibles aplicaciones en robótica blanda y que pueden ayudar a comprender la formación planetaria.

El equipo de investigación, de la Universidad de Bath y la Universidad de Chicago, estaban interesados en cómo los materiales se agrupan cuando no están sobre una superficie plana y dura.

Usaron ondas de sonido para levitar partículas de alrededor de 1 mm de diámetro y estudiaron cómo estas partículas, hechas del común plástico polietileno, interactúan entre sí en 2-D en pequeños grupos de seis o siete.

Cuando hay cinco partículas o menos, las partículas se agrupan en una sola configuración. Sin embargo, cuando hay al menos seis partículas, hay una serie de formas diferentes que podrían ensamblar cuando se juntan, según los científicos.

Al levitar las partículas y usar cámaras de alta velocidad, los investigadores pudieron capturar estas diversas configuraciones. Encontraron que los grupos de seis partículas pueden presentar tres formas: paralelogramo, v invertida y triángulo.

Agregar una partícula más para hacer siete significaba que las partículas se agrupaban en una de cuatro formas, cada una parecida a una flor, una tortuga, un árbol o un bote.

El equipo descubrió que al cambiar la frecuencia de la onda de sonido, podían manipular los grupos e influir en la forma emergente. Encontraron que reorganizar las formas a menudo depende de una partícula que actúa como una “bisagra” y que gira alrededor de las otras para reconfigurar, lo que podría ser muy útil en una variedad de aplicaciones potenciales.

Anton Souslov, del Departamento de Física de la Universidad de Bath, dijo: “Seis partículas es el mínimo necesario para cambiar entre diferentes formas, que es donde las cosas se ponen interesantes.

“Hemos descubierto que al cambiar la frecuencia del ultrasonido, podemos hacer que los grupos de partículas se muevan y se reorganicen. Esto abre nuevas posibilidades para manipular objetos para formar estructuras complejas. Tal vez estas bisagras que observamos podrían usarse para desarrollar nuevos productos y herramientas en el campo de la tecnología portátil o robótica blanda, donde los científicos e ingenieros utilizan materiales blandos y manipulables para crear robots con más flexibilidad y adaptabilidad que los fabricados con materiales rígidos.

“Comprender cómo controlar las fuerzas ultrasónicas es realmente importante: el ultrasonido ya se usa en toda la industria y en los productos para el hogar, desde la fabricación de pequeñas gotas en los humidificadores hasta la limpieza de restos de superficies duras. Para nosotros los científicos, desafiar la gravedad tiene el interés fundamental de desarrollar experimentos basados en la Tierra para comprender cómo los cuerpos en el espacio, como los planetas y las lunas, comienzan a formarse cuando el polvo espacial comienza a aglomerarse”.

Fuente: europapress.es

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