Incluso las bombas mecánicas más pequeñas tienen limitaciones, desde las complejas técnicas de microfabricación necesarias para fabricarlas hasta el hecho de que existen límites sobre su tamaño. Los investigadores han anunciado una solución potencial:una bomba de microfluidos fotoacústica impulsada por láser, capaz de mover fluidos en cualquier dirección sin piezas móviles o contactos eléctricos.

El trabajo se describe en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

Usando una placa de cuarzo plasmónico implantada con átomos de oro, los investigadores demostraron la capacidad de mover líquidos mediante el uso de un láser para generar una onda ultrasónica.

"Podemos usar el láser para hacer que los líquidos se muevan en cualquier dirección, "dijo Jiming Bao, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Houston y autor principal del artículo.

El trabajo se basa en un nuevo principio de optofluídica descubierto por el laboratorio de Bao y reportado en 2017. Ese trabajo explica cómo se podría usar un láser para activar una corriente de líquido. Acoplamiento de fotoacústica con transmisión acústica.

El último trabajo implicó la fabricación de un sustrato de cuarzo implantado con 10 ^dieciséis átomos de oro, o diez mil billones de átomos, por centímetro cuadrado y probar si un pulso láser podría generar una onda ultrasónica capaz de crear una corriente líquida. La placa de cuarzo, del tamaño de una uña, se implantó con nanopartículas de oro; cuando un láser pulsado golpea la placa, las nanopartículas de oro generan una onda ultrasónica, que luego impulsa el fluido a través de transmisión acústica.

"Esta nueva microbomba se basa en un principio recientemente descubierto de transmisión de láser fotoacústico y está hecho simplemente de una placa de cuarzo plasmónico implantada con Au [oro], "escribieron los investigadores." Bajo una excitación láser pulsada, cualquier punto de la placa puede generar una onda ultrasónica direccional de larga duración que impulsa el fluido a través de una transmisión acústica ".

El trabajo podría tener implicaciones prácticas, desde dispositivos biomédicos y administración de fármacos hasta investigación en microfluidos y optofluidos. Wei-Kan Chu, un físico y líder de proyecto en el Centro de Superconductividad de Texas en UH, dijo que el verdadero valor aún no se conoce. "Nos gustaría comprender mejor los mecanismos de esto, y eso podría abrir algo más allá de nuestra imaginación ".

El dispositivo fue fabricado en el laboratorio de Chu; es coautor, junto con Nzumbe Epie, Xiaonan Shan y Dong Liu, todo UH; Shuai Yue, Feng Lin y Zhiming Wang de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de China; Qiuhui Zhang de la Universidad de Ingeniería de Henan; y Suchuan Dong de la Universidad Purdue.

Las nanopartículas ofrecen un número casi ilimitado de objetivos para el láser, que se puede apuntar con mucha más precisión que una microbomba mecánica, Dijo Bao.

"Los mecanismos de cómo y por qué funciona esto aún no están muy claros, ", Dijo Chu." Necesitamos comprender mejor la ciencia para desarrollar el potencial de sus aplicaciones imprevisibles ".