Manipulación libre de contacto puede ayudar a
proteger muestras de contaminación
- Josh Howgego
15 July 2013
De pie y en el aire
El sodio y el agua son empujados juntos por
las ondas sonoras.
Gotas de agua, gránulos de café, fragmentos
de poliestireno e incluso un palillo de dientes son algunos de los elementos
que han estado volando alrededor en un laboratorio suizo últimamente - todos
ellos se mantienen en el aire por las ondas sonoras. El dispositivo que logra
esta levitación acústica es el primero capaz de manejar varios objetos a la
vez. Se describe hoy en las Actas de la Academia Nacional de Sciences1.
Típicamente, las técnicas de levitación hacen
uso del electromagnetismo; fuerzas magnéticas incluso se han utilizado para
hacer levitar ranas. Desde hace tiempo se sabe que las ondas de sonido podrían
contrarrestar la gravedad, también, pero hasta el momento el método ha carecido
de aplicación práctica, ya que no podía hacer mucho más que mantener un objeto
en su lugar.
Para mover y manipular también objetos
levitando, Dimos Poulikakos, un
ingeniero mecánico en el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) de Zurich,
y colegas construyeron plataformas con decisiones de sonido utilizando
cristales piezoeléctricos, que se encogen o se estiran en función de la tensión
aplicada a ellos . Cada plataforma es del tamaño de una uña meñique.
Las plataformas emiten ondas sonoras que se
mueven hacia arriba hasta llegar a la superficie que está por encima, donde se
recuperan. Cuando las ondas reflejadas hacia abajo en movimiento se superponen
con las olas de origen hacia arriba en movimiento, los dos "interaccionan "
en el medio, en los llamados puntos de unión. Los objetos colocados allí
permanecen atrapados en el lugar debido a la presión de las ondas sonoras que proceden
de ambas direcciones (ver imagen inferior).
A liquid droplet is levitated in the space between sound-emitting
Una gota de líquido es levitada en el espacio
entre las plataformas que emiten sonidos (abajo) y una superficie de reflexión
de sonido (arriba).
Mediante el ajuste de la posición de los
nodos, los investigadores puede remolcar los objetos entre plataformas. Las
plataformas se pueden organizar de diferentes maneras para adaptarse a diversos
experimentos. En una demostración que implica una matriz en forma de T de las
plataformas, los investigadores unieron dos gotas introducidas en lugares
separados y luego depositaron a continuación la gotita combinada en una tercera
ubicación.
Reacción Libre de manos
El sistema puede ser utilizado para combinar reactivos
químicos sin la contaminación que puede resultar del contacto con la superficie
del recipiente. Las ondas de sonido ya se utilizan en la industria farmacéutica
para obtener resultados precisos en las descripciones con drogas. Sin embargo,
el método de Poulikakos es la primera en ofrecer la posibilidad de controlar
con precisión varios artículos simultáneamente.
Poulikakos sugiere que el sistema podría ser
utilizado para tratar de manera segura reacciones químicas peligrosas.
"Nos divertimos demostrando la idea al chocar un trozo de sodio con un
poco de agua, que es obviamente una reacción agresiva", dice.
Peter Christianen, un físico que trabaja en levitación
electromagnética en la Universidad de Radboud en Nijmegen, Países Bajos, dice
que está impresionado con la invención. "Realmente me gusta, lo que es una
plataforma muy versátil - casi todo lo que quiere manipular, se puede."
Naturaleza doi: 10.1038/nature.2013.13384
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