En un descubrimiento revolucionario, Los investigadores de la Universidad de Wollongong (UOW) han creado un efecto de "latido del corazón" en el metal líquido, haciendo que el metal pulse rítmicamente de una manera similar a un corazón que late.

Sus hallazgos aparecen publicados en la edición del 11 de julio de Cartas de revisión física , la principal revista mundial de investigación en física fundamental.

Los investigadores produjeron los latidos del corazón estimulando electroquímicamente una gota de galio líquido, haciendo que oscile de manera regular y predecible. El galio (Ga) es un metal plateado suave con un punto de fusión bajo, volviéndose líquido a temperaturas superiores a 29,7 ° C.

El descubrimiento tiene aplicaciones potenciales para temporizadores y actuadores basados ​​en fluidos en músculos artificiales, robótica suave y circuitos de microfluidos de "laboratorio en un chip".

Profesor Xiaolin Wang, líder de nodo y líder temático en el Centro de Excelencia ARC para Tecnologías Futuras de Electrónica de Baja Energía (FLEET), dirigió el equipo de investigación del Instituto de Materiales Superconductores y Electrónicos de la UOW dentro del Instituto Australiano de Materiales Innovadores.

"Al diseñar un electrodo especial y aplicar voltaje a gotas de metal líquido, pudimos hacer que el metal se moviera como un corazón que late, "Dijo el profesor Wang.

Si bien se han creado anteriormente efectos similares de los latidos del corazón en el mercurio líquido, esto produce un movimiento errático que es difícil de desactivar o controlar. El mercurio tiene la desventaja adicional de ser altamente tóxico.

Galio líquido, por el contrario, no es tóxico y produce un movimiento regular (a frecuencias que oscilan entre 30 y 100 latidos por minuto, según la influencia de la gravedad y el tamaño de la gota), lo que lo hace potencialmente de mucho mayor uso.

El profesor Wang dijo que su investigación en metales líquidos se inspiró en parte en sistemas biológicos y en parte en ciencia ficción. incluyendo el cambio de forma, robot "T-1000" de metal líquido en la película dirigida por James Cameron Terminator 2:el juicio final .

"A mi, nada es ficción:la ciencia ficción es un hecho científico que aún no se ha descubierto. Cuando veo un efecto en la ciencia ficción, pienso en cómo podemos crear esa funcionalidad en la vida real, " él dijo.

"No quiero crear un robot Terminator, no te preocupes, pero la funcionalidad del robot líquido puede ser útil en el mundo real, así que quería descubrir más funcionalidades en el metal líquido.

"El robot líquido de Terminator 2 tenía dos funcionalidades. Uno era cambiar su forma y luego recuperarlo. El segundo fue cambiar de un estado más suave a uno más duro, si recuerdas la escena en la que extendió su brazo y lo convirtió en una espada, pasó de un metal blando a uno duro.

"Se han descubierto esas dos funcionalidades. Un grupo en China y otro grupo en los Estados Unidos descubrieron la primera, cambiando de forma y luego recuperándola, y fue mi grupo de investigación aquí en UOW el que descubrió el segundo fenómeno, transición de un estado suave a un estado duro aplicando un voltaje.

"También desarrollamos una forma de formar patrones al instante, incluida la escritura, sobre metal líquido sin tocarlo. Mi idea inicial fue encontrar una manera de reproducir el efecto de "círculos en las cosechas" en nuestro laboratorio.

"Y ahora hemos creado una funcionalidad en metal líquido que ni siquiera James Cameron pudo concebir:cómo hacer que se mueva como un corazón que late".

Si bien el artículo de investigación se centra en la física fundamental del avance, comprender cómo y por qué el galio líquido se comporta de la manera en que lo hace, en lugar de sus aplicaciones, El profesor Wang dijo que había varios usos potenciales.

"Hay tantas aplicaciones para dispositivos construidos con materiales más suaves, " él dijo.

"La robótica blanda es nuestro futuro. Para desarrollar robots blandos, necesitamos una potencia que impulse el movimiento de los tejidos blandos, así que, naturalmente, pensamos en un corazón blando para un robot blando.

"En muchos sistemas biológicos, en humanos y animales, es el corazón el que impulsa todo. Entonces, un latido de metal podría usarse como bomba, como la fuerza impulsora para transportar líquido a través de un canal ".

Dr. David Cortie, un becario de investigación de ISEM y uno de los coautores del artículo, dijo que la naturaleza autorreguladora del latido del galio líquido lo convertía en un buen candidato para varios usos.

"La sincronización de los latidos del corazón se produce de forma natural, no tiene que aplicar ningún dispositivo electrónico complicado para que el tiempo funcione, por lo tanto, el bombeo autorregulado es una posibilidad, "Dijo el Dr. Cortie.

"Otra cosa que propusimos fueron los osciladores. En electrónica, a menudo se necesita un control de tiempo, por ejemplo, algo que envía un pulso dos veces por segundo, así que por analogía, esta funcionalidad podría ser útil para temporizadores basados ​​en fluidos en circuitos de microfluidos ".

'Descubrimiento de un efecto de latido del corazón estimulado por voltaje en gotas de galio líquido' por Zhenwei Yu, Yuchen Chen, Frank F. Yun, David Cortie, Lei Jiang, y Xiaolin Wang se publica el 11 de julio en Cartas de revisión física .