Nanopartículas de óxido de hierro permanentemente magnetizadas. Imagen: Berkeley Lab
Los inventores de los siglos pasados y los científicos de hoy han encontrado formas ingeniosas de mejorar nuestras vidas con imanes, desde la aguja magnética en una brújula hasta los dispositivos de almacenamiento de datos magnéticos e incluso las máquinas de escaneo corporal con IRM (Imagen por Resonancia Magnética). Todas estas tecnologías se basan en imanes hechos de materiales sólidos.
¿Pero qué pasaría si pudieras fabricar un dispositivo magnético con líquidos? Con una impresora 3D modificada, un equipo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) del Departamento de Energía ha hecho precisamente eso.
Sus hallazgos, que se publican en la revista Science, podrían llevar a una clase revolucionaria de dispositivos líquidos imprimibles con gran variedad de aplicaciones en medicina y robótica, desde células artificiales que brindan terapias dirigidas contra el cáncer, hasta robots líquidos flexibles que pueden cambiar su forma para adaptarse a sus alrededores.
“Hemos hecho un nuevo material que es tanto líquido como magnético. Nadie ha observado esto antes“, dijo Tom Russell, un científico visitante de Berkeley Lab y profesor de ciencia e ingeniería de polímeros en la Universidad de Massachusetts, quien dirigió el estudio. “Esto abre la puerta a una nueva área de la ciencia en materia suave magnética“.
Durante los últimos siete años, Russell, quien dirige un programa llamado Adaptive Interfacial Assemblies Towards Structuring Liquids en la División de Ciencias de Materiales del Berkeley Lab y también dirigió el estudio actual, se ha centrado en el desarrollo de una nueva clase de materiales: estructuras completamente líquidas imprimibles en 3D.
Para crear el magnetismo, los científicos del Berkeley Lab imprimieron unas gotas de una solución de ferrofluidos que además contenían nanopartículas de óxido de hierro.
Luego, a través de técnicas atómicas sofisticadas y agregando una solución mediante una bobina magnética, las nanopartículas tomaron ‘la forma de pequeñas conchas macizas’ que, una vez retirado el estímulo magnético, continuaron gravitando una hacia la otra al unísono.
De alguna forma, las gotas se volvieron magnéticas de forma permanente.
Los científicos también descubrieron que estas gotas mantuvieron su propiedad atrayente incluso al ser dividas al tamaño de ‘un cabello humano’.
Otras propiedades de estas gotas incluyen la mutación de sus formas para adaptarse a cualquier entorno y la posibilidad de ‘activar y desactivar el modo magnético’.
Una vez sentadas las bases, se continuará en la investigación para imprimir en 3D líquidos magnéticos más complejos, como células o robots en miniatura que puedan moverse con fluidez para transportar medicinas hacia células enfermas dentro del cuerpo humano.
Fuente: Berkeley Lab
Artículo: Xubo Liu, Noah Kent, Alejandro Ceballos, Robert Streubel, et al. “Reconfigurable ferromagnetic liquid droplets“. 2019. Science
