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En un artículo publicado en 2015 en la revista Nature Communications, este experto en lenguajes y sistemas informáticos y sus colaboradores, pertenecientes a distintas instituciones del Reino Unido, anunciaron el desarrollo de una especie de rayo tractor que empleaba ondas sonoras para alzar y desplazar objetos.
A lo largo de los dos años siguientes perfeccionaron el proceso, y a principios de 2018 recogieron en Physical Review Letters un notable avance: no solo era posible levantarlos de este modo, sino atraparlos y mantenerlos estables.
Ahora, junto con el profesor Bruce Drinkwater, un ingeniero mecánico especializado en ultrasonidos de la Universidad de Bristol, que ha participado asimismo en esta iniciativa, ha anunciado que, por primera vez, han conseguido hacer levitar de esta forma múltiples partículas de forma independiente.
Marzo y Drinkwater señalan en un ensayo recogido en Proceedings of the National Academy of Sciences que, para ello, han utilizado una especie de pinzas acústicas que les permiten manipular la materia sin entrar en contacto con ella.
“El sonido ejerce una pequeña fuerza; al incrementar el volumen de las ondas ultrasónicas –inaudibles para el oído humano–, los científicos han generado un campo acústico lo suficientemente fuerte como para mover distintos objetos de pequeño tamaño”, indica un comunicado de las citadas UPNA y la Universidad de Bristol.
Además, los investigadores han ideado un nuevo algoritmo con el que es posible generar campos complejos, capaces de fijar esas partículas en una determinada posición, indica Muy Interesante.
Una futura revolución médica
En esencia, estas pinzas acústicas presentan unas capacidades parecidas a las ópticas desarrolladas por el ingeniero Arthur Ashkin, que usan haces láser para atrapar y mover bacterias, y que le valieron el Premio Nobel de Física en 2018.
No obstante, la tecnología por la que apuestan Marzo y Drinkwater es mucho más eficiente y segura desde un punto de vista médico, pues los ultrasonidos pueden penetrar de forma no invasiva en los tejidos. Y es que una de sus posibles aplicaciones se encuentra en la cirugía: podría emplearse para manipular partículas en el interior del organismo sin practicar incisiones.
“La flexibilidad de las ondas ultrasónicas nos permite operar a escalas micrométricas y mover las células dentro de estructuras impresas en 3D o tejido vivo”, destaca Marzo en la mencionada nota.
“Pero también podemos trabajar a una escala más grande y, por ejemplo, hacer levitar píxeles tangibles –integrados por partículas que levitan–, de modo que formen objetos que floten en el aire. Estos podrían ser observados desde diferentes ángulos; incluso seríamos capaces de manipularlos con nuestras propias manos”, asegura.
En un experimento, los científicos adhirieron dos diminutas esferas a los extremos de un hilo y emplearon sus pinzas acústicas para fijarlo a un trozo de tela. Su sistema logra controlar a la vez los movimientos de hasta 25 de esas partículas en el aire.
Muy pronto esperan poder lograr idénticos resultados en el agua y empezar las pruebas en tejidos biológicos.
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