Mover objetos con precisión mediante ondas de sonido

Unos científicos han logrado mover y guiar objetos flotantes en el agua por una ruta tan intrincada como una carrera de obstáculos, utilizando para ello tan solo ondas sonoras. Su novedoso método es muy prometedor para aplicaciones biomédicas como la administración selectiva no invasiva de fármacos.

En 2018, Arthur Ashkin ganó el Premio Nobel de Física por inventar las pinzas ópticas: rayos láser que se pueden utilizar, como si fuesen materia sólida, para manipular partículas microscópicas. Aunque son útiles para muchas aplicaciones biológicas, las pinzas ópticas requieren condiciones extremadamente controladas y estáticas para funcionar correctamente. Las pinzas ópticas funcionan creando un «punto caliente» de luz para atrapar partículas, como una pelota que cae en un agujero. Pero si hay otros objetos en las proximidades, este agujero es difícil de crear y de desplazar.

Romain Fleury, Bakhtiyar Orazbayev y Matthieu Malléjac, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza, han pasado los últimos cuatro años intentando mover objetos en entornos dinámicos no controlados utilizando ondas sonoras. El método del equipo (moldeo de momento de onda) no se ve influenciado por el entorno de un objeto ni tan siquiera por bastantes de sus propiedades físicas. En líneas generales, la única información que se necesita es la posición del objeto, y las ondas sonoras hacen el resto.

«En nuestros experimentos, en vez de atrapar los objetos, los empujamos suavemente, como si guiáramos un disco con un palo de hockey», explica Fleury.

Esta nueva y revolucionaria técnica ha sido desarrollada con la colaboración de investigadores de la Universidad de Burdeos en Francia, la Universidad Nazarbayev en Kazajistán y la Universidad Tecnológica de Viena en Austria.

Mediante el nuevo sistema, un objeto (el círculo blanco con borde verde) es guiado mediante sonido por la trayectoria indicada con triángulos amarillos. En el momento representado en el dibujo, el objeto ya ha completado la parte del trayecto marcada en rojo y aún le queda por recorrer la parte no marcada, algo que acabará haciendo sin problemas. (Imagen: © LWE EPFL. CC BY-SA)

Fleury y sus colegas exponen los detalles técnicos de su sistema acústico de desplazamiento en la revista académica Nature Physics, bajo el título “Wave momentum shaping for moving objects in heterogeneous and dynamic media”. (Fuente: NCYT de Amazings)