Los científicos han inventado un dispositivo que utiliza ondas sonoras intensas para hacer levitar objetos diminutos y moverlos sin ningún contacto directo, una técnica que ha sido capturada en imágenes surrealistas de pequeños palos, cuentas y gotitas suspendidas inquietantemente en el aire, como si estuvieran encantadas.

El dispositivo, llamado LeviPrint, es pionero en una nueva técnica para la fabricación sin contacto y presenta una manipulación sin precedentes de objetos alargados, según una investigación publicada.

La capacidad de LeviPrint para mover objetos tan pequeños, e incluso gotas de líquido, puede permitir la microfabricación de máquinas pequeñas, como relojes o piezas de cámaras, sin correr el riesgo de contaminación cruzada como resultado del contenido directo. También puede resultar útil para la bioingeniería porque el dispositivo “podría ensamblar objetos microscópicos en medios de cultivo celular y tal vez incluso dentro de seres vivos”, según el nuevo estudio.

“La fabricación sin contacto permite una menor contaminación cruzada, manipulando una gran variedad de piezas (perlas, líquidos, barras, polvos…) y moviendo esas piezas a través de agujeros y cavidades”, explica Asier Marzo, investigador de la Universidad Pública de Navarra que co -autor del estudio.

“Por ejemplo, construimos un pequeño bote dentro de una botella hecha de malla metálica insertando todos los componentes a través de una pequeña abertura en el costado”.

Si bien muchos equipos han experimentado con la levitación acústica, una técnica que utiliza la presión de las ondas de sonido para suspender la materia, Marzo y sus colegas son los primeros en combinar la manipulación de pequeñas partículas y gotas en un prototipo completo para la fabricación sin contacto. LeviPrint es también el primer dispositivo que utiliza trampas acústicas para suspender objetos alargados, lo que podría ser útil para procesos de fabricación que requieran vigas, palos o vigas. Si bien estas pruebas se realizaron con aire como medio, existen posibilidades aún más exóticas en el agua. 

“La mayoría de las mejores aplicaciones son cuando se opera en medios a base de agua en lugar de aire”, dijo Asier Marzo. “Las mismas técnicas que funcionaron en el aire podrían traducirse directamente en medios a base de agua. De hecho, es más fácil ya que los objetos pesan menos y el ultrasonido viaja mejor a través del agua”. 

“La técnica LeviPrint podría controlar la orientación de objetos alargados dentro del cuerpo como agujas o sondas diminutas”

Señaló que el equipo aún necesita desarrollar emisores de dispositivos que estén adaptados para funcionar en el agua.

Si bien hay una ciencia sólida que respalda a LeviPrint, las extrañas imágenes de sus habilidades hacen que parezca que el equipo está lanzando un hechizo. Es una impresión que no pasa desapercibida para Asier Marzo y sus colegas, a pesar de que han invertido años en los detalles básicos del dispositivo.

Asier Marzo dijo:

“La primera vez que levitas algo es una experiencia bastante mágica, especialmente cuando tu infancia está llena de magos o películas de ciencia ficción”

“Empiezas a mover lentamente el elemento y a observarlo desde todos los ángulos, como si concentraras toda tu atención en un truco de magia. Pero te acostumbras rápidamente y quieres levitar cosas cada vez más complejas y realizar movimientos más rápidos y complejos, buscando los límites del sistema”. 

“Las limitaciones que encontramos en los dispositivos anteriores son una gran motivación para crear algo que pueda ir más allá”, agregó. “Admitimos que después de los últimos años, nos hemos acostumbrado bastante a manipular muestras levitadas, hacerlo manualmente puede ser un poco complicado ya que la mano tiembla y esa vibración puede volverse resonante con la partícula atrapada. Es como ese juego de correr con un huevo en una cuchara. Entonces, cuando cambiamos al brazo robótico, fue un gran alivio dada su precisión, velocidad y la ausencia de temblores”.

Además de presentar su investigación a fines de este verano, Asier Marzo y sus colegas esperan que otros científicos adopten y adapten LeviPrint para una variedad de funciones.

“El dispositivo que usamos fue un prototipo ensamblado por un par de investigadores que no son expertos en electrónica, pero fue suficiente para mostrar las técnicas y sugerir aplicaciones potenciales”, concluyó Asier Marzo. “Ahora, una gran empresa de ingeniería puede fabricar levitadores más potentes y precisos que brindarían más precisión y la capacidad de trabajar con materiales como el aluminio o incluso el acero. Esperamos ver un grupo de investigación con experiencia en aplicaciones biomédicas que adopte esta técnica para operar en medios a base de agua y biomateriales”.