Los investigadores han desarrollado un nuevo dispositivo que combina campos magnéticos y principios de diseño de kirigami para controlar de forma remota el movimiento de una superficie flexible con hoyuelos, lo que le permite manipular objetos sin tener que sostenerlos. Esto lo hace útil para levantar y mover artículos frágiles, como geles. . o líquidos. La tecnología tiene potencial para su uso en espacios reducidos, donde los brazos robóticos o herramientas similares no son una opción.
“Estábamos tratando de abordar dos desafíos aquí”, dice Ji Yin, coautor de un artículo sobre el trabajo y profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. “El primer desafío fue cómo mover cosas que no se pueden levantar con pinzas, como objetos frágiles o cosas en espacios reducidos. El segundo desafío fue cómo usar un campo magnético para levantar y mover cosas de forma remota. Cómo usar eso no son magnéticos.”
Para abordar estos desafíos, los investigadores crearon una “metahoja” que consiste en un polímero flexible incrustado con micropartículas magnéticas. Luego se cortó un patrón en la sábana. Los bordes exteriores de la metahoja están unidos a un marco rígido.
Al mover el campo magnético debajo de la metahoja, puede forzar que partes de la metahoja se muevan hacia arriba o hacia abajo.
“De hecho, puedes hacer que la superficie de la metahoja se mueva como una onda controlando la dirección del campo magnético”, dice Yen. “Y el ajuste de la fuerza del campo magnético determina cuánto sube o baja la onda”.
“Controlar el movimiento de la superficie de la metahoja hace posible mover muchos tipos de objetos que descansan sobre la superficie, ya sea una gota de líquido o un trozo plano de vidrio”, dice Joe Tracy, coautor del artículo. -autor y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en NC State.
“El diseño de los cortes en la metahoja es un ejemplo de kirigami, o corte de papel”, dice Yingding Chi, primer autor del artículo y ex doctorado. Estudiante en NC State. “Esto es particularmente importante para las metaláminas, ya que el kirigami aumenta la flexibilidad sin sacrificar la rigidez inherente del material.
“Esto nos permite aumentar la deformación del material sin perder su resistencia mecánica”, dice Chi, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Pensilvania. “Además, la metahoja responde muy bien a los campos magnéticos, con un tiempo de respuesta de tan solo dos milisegundos”.
“Se ha trabajado muy poco sobre cómo se puede utilizar el magnetismo junto con el kirigami, y lo que hemos hecho aquí muestra que se puede utilizar en todo, desde robótica suave hasta aplicaciones de fabricación”, afirma Tracy. Hay un gran potencial para combinarlo. estos enfoques en campos que van desde los cationes”. .
“Estamos interesados en reducir este enfoque para permitir que las metahojas manipulen objetos más pequeños y volúmenes más pequeños de líquido”, dice Che.
“También estamos interesados en cómo se puede utilizar este enfoque para crear tecnologías hápticas que podrían tener aplicaciones en todo, desde juegos hasta dispositivos de accesibilidad”, dice Yen.
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias con las subvenciones 2005374, 2329674, 1663416 y 1662641.
