En un logro de gran calado científico, físicos han creado un efecto de ‘latido cardíaco’ en el metal líquido, lo que hace que el metal vibre rítmicamente de forma similar a un corazón palpitante.
Este hallazgo de un equipo de la Universidad de Wollongong, aparece en la edición del 11 de julio de Physical Review Letters, la revista más importante del mundo dedicada a la investigación de la física fundamental. Se inspiraron en el robot que cambia de forma T-1000 de la película Terminator.
Los investigadores produjeron los latidos estimulando electroquímicamente una gota de galio líquido, causando que oscile de manera regular y predecible. El galio (Ga) es un metal plateado blando con un bajo punto de fusión, que se vuelve líquido a temperaturas superiores a 29.7ºC.
El descubrimiento tiene aplicaciones potenciales para temporizadores y actuadores basados en fluidos en músculos artificiales, robótica blanda y circuitos microfluídicos.
El profesor Xiaolin Wang, líder de nodo y líder temático en el Centro de Excelencia de ARC para Futuras Tecnologías Electrónicas de Baja Energía (FLEET), dirigió el equipo de investigación del Instituto de Superconductividad y Materiales Electrónicos de la Universidad de Wollongong, dentro del Instituto Australiano de Materiales Innovadores.
«Al diseñar un electrodo especial y aplicar voltaje a gotas de metal líquido, pudimos hacer que el metal se moviera como un corazón latiente», dijo el profesor Wang.
Si bien se han creado con anterioridad efectos de latido similares en el mercurio líquido, esto produce un movimiento errático que es difícil de desactivar o controlar. Mercurio tiene la desventaja adicional de ser altamente tóxico.
El galio líquido, por el contrario, no es tóxico y produce un movimiento regular (en frecuencias que van de 30 a 100 latidos por minuto, dependiendo de la influencia de la gravedad y del tamaño de la gota), lo que hace que su uso sea potencialmente mucho mayor.
INSPIRADO POR T-1000, EL ROBOT QUE CAMBIA DE FORMA DE ‘TERMINATOR’
El profesor Wang dijo que su investigación en metales líquidos fue inspirada en parte por sistemas biológicos y en parte por ciencia ficción, incluido el robot de metal líquido «T-1000», que cambia de forma, en la película dirigida por James Cameron ‘Terminator 2: El juicio final’.
«Para mí, nada es ficción: la ciencia ficción es un hecho científico que aún no se ha descubierto. Cuando veo un efecto en la ciencia ficción, pienso en cómo podemos crear esa funcionalidad en la vida real», dijo.
«No quiero crear un robot Terminator, no te preocupes, pero la funcionalidad del robot líquido puede ser útil en el mundo real, así que quería descubrir más funcionalidades en el metal líquido.
«El robot líquido de Terminator 2 tenía dos funciones: una era cambiar su forma y luego recuperarla. La segunda era cambiar de un estado más suave a uno más duro, si recuerdas la escena donde extendió su brazo y lo convirtió en una espada, pasó de ser un metal blando a uno duro.
«Esas dos funcionalidades han sido descubiertas. Un grupo en China y otro grupo en los Estados Unidos descubrieron el primero, cambiando de forma y luego recuperándolo, y fue mi grupo de investigación aquí el que descubrió el segundo fenómeno, la transición de un estado blando a un estado difícil aplicando un voltaje.
«También desarrollamos una forma de formar cualquier patrón de forma instantánea, incluida la escritura, en metal líquido sin tocarlo. Mi idea inicial fue encontrar una forma de reproducir el efecto de ‘círculos de cultivo’ en nuestro laboratorio.
«Y ahora hemos creado una funcionalidad en metal líquido que incluso James Cameron no fue capaz de concebir: cómo hacer que se mueva como un corazón latente».
Si bien el trabajo de investigación se centra en la física fundamental del avance — comprender cómo y por qué el galio líquido se comporta de la manera en que lo hace — en lugar de sus aplicaciones, el profesor Wang dijo que había varios usos posibles.
«Hay tantas aplicaciones para dispositivos construidos con materiales más blandos», dijo.
«La robótica blanda es nuestro futuro. Para desarrollar robots blandos, necesitamos un poder para mover los tejidos blandos para que se muevan, así que, naturalmente, pensamos en un corazón blando para un robot blando.
«En muchos sistemas biológicos, en humanos y animales, es el corazón el que lo potencia todo. Así que un latido del corazón de metal podría usarse como una bomba, como la fuerza impulsora para transportar líquido a través de un canal».
David Cortie, investigador de ISEM y uno de los coautores del artículo, dijo que la naturaleza autorreguladora del latido del corazón de galio líquido lo convertía en un buen candidato para una serie de usos.
«El momento del latido del corazón ocurre naturalmente, no es necesario aplicar ningún sistema electrónico complicado para que el tiempo funcione, por lo tanto, el bombeo autorregulado es una posibilidad», dijo Cortie.
«Algo más que propusimos eran osciladores. En electrónica a menudo se necesita un control de tiempo, por ejemplo, algo que emita un pulso dos veces por segundo, por lo que, por analogía, esta funcionalidad podría ser útil para temporizadores basados en fluidos en circuitos microfluídicos».
