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Ciencia

Un investigador navarro hace levitar múltiples objetos por medio del sonido

El investigador Asier Marzo, que ha realizado este proyecto, comprueba la fuerza de las trampas acústicas.
El investigador Asier Marzo, que ha realizado este proyecto, comprueba la fuerza de las trampas acústicas.
Sergio Larripa, Asier Marzo y Bruce Drinkwater.
  • Diario de Navarra
Actualizada 18/12/2018 a las 19:04

Asier Marzo Pérez, investigador del Departamento de Estadística, Informática y Matemáticas de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), y Bruce Drinkwater, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Bristol (Reino Unido), han conseguido, por primera vez, la levitación acústica de múltiples objetos de forma independiente. Esta tecnología podría utilizarse para manipular pequeñas partículas dentro del cuerpo humano sin ningún tipo de incisión y también para mostrar información por medio de píxeles levitantes. Esta investigación, que ha sido financiada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas del Reino Unido, acaba de ser publicada en la revista científica “Proceedings of the National Academy of Science”, la publicación oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

El sonido puede ejercer fuerza en los objetos. Al utilizar ondas ultrasónicas y subir mucho el volumen, los científicos crean un campo acústico capaz de mover múltiples objetos de pequeño tamaño. El nuevo algoritmo desarrollado por el equipo de investigadores permite la generación eficiente de campos acústicos lo suficientemente complejos como para atrapar múltiples objetos en las posiciones deseadas.

Estas pinzas acústicas tienen capacidades similares a las pinzas ópticas, ganadoras del Premio Nobel de Física de este año, que utilizan láseres para atrapar y transportar micropartículas. Sin embargo, las pinzas acústicas tienen varias ventajas sobre las ópticas.

Los láseres sólo viajan a través de medios transparentes, lo que hace complicado que se puedan utilizar para aplicaciones dentro de tejido biológico. Por el contrario, el ultrasonido se usa habitualmente en las ecografías del embarazo y en el tratamiento de cálculos renales, ya que puede penetrar de forma segura y no invasiva en el tejido.

Otra ventaja es que los dispositivos acústicos son 100.000 veces más eficientes que los sistemas ópticos. “Las pinzas ópticas son una tecnología fantástica, pero siempre están peligrosamente cerca de matar las células que manipulan. En cambio, con la versión acústica, generamos fuerzas con la misma magnitud, pero con mucha menos energía. Hay muchas aplicaciones que requieren manipulación celular y los sistemas acústicos son perfectos para ello”, señala el profesor Drinkwater.

Para demostrar la precisión de su sistema, los científicos adhirieron dos esferas milimétricas a los extremos de un hilo y usaron las pinzas acústicas para “coser” el hilo en un trozo de tela. El sistema puede controlar simultáneamente el movimiento 3D de hasta 25 partículas en el aire. El equipo confía en que la técnica podría adaptarse a la manipulación de partículas en agua en, aproximadamente, un año. Poco después, podría ser adaptada para su uso en tejido biológico.

“La flexibilidad de las ondas ultrasónicas nos permite operar a escalas micrométricas para mover las células dentro de estructuras impresas en 3D o tejido vivo —explica Asier Marzo—. Pero también podemos trabajar a una escala más grande, por ejemplo, para levitar píxeles tangibles que forman diferentes objetos en el aire”. Dichos objetos, que están formados por partículas levitantes, pueden ser observados por varias personas desde diferentes ángulos, también son susceptibles de tocarse y manipularse de forma directa; es decir, arrastrándolos con las manos. “Estamos acostumbrados a los píxeles bidimensionales encerrados en nuestro monitor, pero nos gustaría ver una tecnología donde los objetos estén formados por pixeles tangibles que flotan en medio del aire”, añade el investigador de la UPNA.


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