Un equipo de investigadores de Harvard desarrolla metafluido programable, con características que abren nuevas posibilidades en campos de estudio diversos como la robótica y la óptica.
Las propiedades científicas favorables del experimento
Este metafluido, que es el primero en su clase, presenta una ajustable elasticidad, viscosidad, y propiedades ópticas, además de la capacidad para alternar entre comportamientos de fluidos newtonianos y no newtonianos bajo diferentes condiciones.
[post_relacionado]Esta creación utiliza una suspensión de minúsculas esferas de elastómero, que varían entre 50 y 500 micrones, y que se deforman bajo presión alterando dramáticamente las propiedades del fluido. Estas características hacen al metafluido ideal para una gama amplia de aplicaciones, desde actuadores hidráulicos y robots programables hasta amortiguadores inteligentes y dispositivos ópticos, que se pueden alternar entre ser transparentes u opacos.
Esta investigación es un avance en el campo de los metamateriales, que históricamente han estado compuestos principalmente por sólidos. La investigadora Katia Bertoldi, profesora de Mecánica Aplicada en SEAS y autora principal del estudio, resaltó la singularidad de los metafluidos para fluir y adaptarse a cualquier contorno, a diferencia de los metamateriales sólidos.
El análisis y estudio del metafluido programable
El equipo utilizó una técnica de fabricación escalable desarrollada en el laboratorio de David A. Weitz, que permite producir cientos de miles de estas cápsulas esféricas altamente deformables. Bajo presión, las cápsulas adoptan una forma semiesférica, alterando la viscosidad y la opacidad del fluido. Estas propiedades pueden ser finamente ajustadas mediante cambios en la cantidad, el grosor y el tamaño de las cápsulas.
En pruebas prácticas, los investigadores cargaron el metafluido en una pinza robótica hidráulica, que demostró su capacidad para ajustar automáticamente su agarre para manipular objetos de diferentes fragilidades y pesos sin programación adicional o sensores externos. Además, se demostró el uso del metafluido en una puerta lógica fluídica reprogramable y se observaron cambios en las propiedades ópticas bajo diferentes presiones.
El experimento y demostración del metafluido.
Fuente: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
Cuando las cápsulas están en su estado esférico original, el metafluido se comporta como un «fluido newtoniano», donde la viscosidad se ve afectada por cambios de temperatura. Sin embargo, al colapsar, se transforma en un «fluido no newtoniano» cuya viscosidad responde a la fuerza de corte, lo que lo convierte en el primer fluido capaz de transitar entre estos dos estados. El siguiente avance para los investigadores será explorar más propiedades, como las acústicas y termodinámicas, del metafluido.
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Fuente: Harvard
Foto: Imagen generada por IA