Científicos logran mover pequeños objetos empleando la acústica

Investigadores de la Universidad de Aalto, en Finlandia, han hecho un gran avance en el control del movimiento de varios objetos en una placa que vibra con una sola fuente acústica, como se detalla en un artículo publicado este viernes en 'Nature Communications'.

Al hacer sonar melodías cuidadosamente construidas, los científicos pueden mover de forma independiente y simultánea múltiples objetos en la placa hacia las metas deseadas, permitiendo, por ejemplo, la escritura de palabras que consisten en letras separadas con piezas metálicas sueltas en la placa tocando una melodía.

Ya en 1878, el conocido como padre de la cústica, Ernst Chladni, realizó los primeros estudios de arena moviéndose sobre una placa vibratoria. Chladni descubrió que cuando una placa está vibrando a una frecuencia, los objetos se mueven hacia algunas posiciones, llamadas las líneas nodales, específicas para esa frecuencia. Desde entonces, la opinión predominante ha sido que las partículas se mueven al azar en la placa antes de llegar a la línea nodal.

"Hemos demostrado que el movimiento también es predecible lejos de las líneas nodales. Ahora, que el objeto no tiene que estar en una línea nodal, tenemos mucha más libertad en el control de su movimiento y hemos logrado un control independiente de hasta seis objetos a la vez utilizando sólo un único activador. Estamos muy entusiasmados con los resultados, ya que este es probablemente un nuevo récord mundial de la cantidad de movimientos independientes que pueden controlarse por un único activador acústico", dice el profesor Zhou Quan.

Los objetos se colocaron en la parte superior de una placa de manipulación y se tomaron imágenes con una una cámara de seguimiento. Sobre la base de las posiciones detectadas, el equipo pasó por una lista de notas de música para encontrar una nota que era más probable que moviera los objetos hacia las direcciones deseadas. Después de tocar la nota, se detectan las nuevas posiciones de los objetos, y se reinició el ciclo de control, que se repitió hasta que los objetos alcanzaron las ubicaciones de destino deseadas. Las notas tocadas durante los ciclos de control forman una secuencia, un poco como la música.

El nuevo método se ha aplicado para manipular una amplia gama de objetos en miniatura, incluyendo componentes electrónicos, gotas de agua, semillas de plantas, bolas de caramelo y partes metálicas. "Algunas de las aplicaciones prácticas que prevemos incluyen el transporte y la clasificación de fichas microelectrónicas, la dispensación de partículas cargadas con fármaco para aplicaciones farmacéuticas o manejar pequeños volúmenes de líquido en chips para trabajar en el laboratorio -dice Zhou-. Además, la idea básica debería ser transferible a otros tipos de sistemas con fenómenos de vibración. Por ejemplo, debería ser posible utilizar olas y ondas para controlar objetos flotantes en un estanque utilizando nuestra técnica".