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Mueven con sonido, en todas direcciones, partículas suspendidas

Científicos japoneses realizan un importante avance en levitación acústica


Investigadores de la Universidad de Tokyo han conseguido desarrollar un levitador de ondas acústicas que no sólo suspende partículas –como otros levitadores previos- sino que, además, consigue moverlas en todas las direcciones. El avance podría impulsar el desarrollo de dispositivos de manipulación sin contacto, para su empleo en entornos de baja gravedad como el espacio. Por Marta Lorenzo.




La levitación acústica es un fenómeno físico que consiste en mantener un objeto suspendido en el aire sin tocarlo, simplemente haciendo incidir sobre él ondas sonoras que lo levantan. El método se emplea para mantener pequeñas muestras suspendidas para su manipulación sin contaminarlas, por ejemplo.

Una de las aplicaciones más sorprendentes del fenómeno de la que hemos tenido noticia fue la de un método desarrollado en el centro ETH Zúrich de Suiza en 2013. Allí, un equipo de científicos desarrolló un prototipo de ‘levitador’ con el que, en un futuro, podría introducirse material genético en las células sin tocarlas, según los investigadores.

Recientemente, además, en la prestigiosa Universidad de Tokyo (Japón) han dado una nueva vuelta de tuerca a los levitadores acústicos.

Científicos de dicha Universidad han usado ondas de sonido (concretamente, ultrasónicas) para mantener suspendidas pequeñas piezas de madera, metal o partículas de agua; y también para moverlas en cualquier dirección.

El dispositivo levitador aplica sonidos a una frecuencia de 40 kHz, esto es, situados más allá del espectro audible –el de las frecuencias que pueden ser percibidas por el oído humano, ubicadas entre los 20 Hz y los 20 kHz-.

De dos a tres dimensiones

Según publica Physorg, con este sistema, los investigadores japoneses han conseguido expandir la levitación por ondas acústicas, mediante la adición de altavoces y la generación de un mecanismo de control que permite mover las ondas sonoras hacia puntos concretos.

De este modo, han logrado crear un medio de levitación y movimiento de objetos en un espacio de tres dimensiones. Hasta ahora, se habían usado las ondas de sonido para levantar objetos desde una superficie y mantenerlos en el aire, pero sólo en ejes paralelos a la fuerza de la gravedad. Por eso, se consideraba que la levitación acústica era bidimensional.

En cambio, el nuevo sistema permite generar ondas hacia una localización concreta y también desplazarlas tridimensionalmente para mover en cualquier dirección las partículas suspendidas, explican los propios investigadores en un artículo aparecido en el archivo en línea para prepublicaciones científicas arxiv.

El levitador no produce ruido y permite mover los objetos suspendidos con la misma facilidad con la que se maneja un joystick.

Los investigadores aspiran usarlo para manipular objetos más grandes (hasta ahora han conseguido mover partículas suspendidas de entre 0,6 y dos milímetros de diámetro). En un futuro, el dispositivo podría tener aplicaciones en entornos de baja gravedad, como el espacio.

Referencia bibliográfica:

Yoichi Ochiai, Takayuki Hoshi, Jun Rekimoto. Three-dimensional Mid-air Acoustic Manipulation by Ultrasonic Phased Arrays. Arxiv.org (diciembre, 2013).

Lunes, 27 de Enero 2014
Marta Lorenzo
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