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Viernes, 30 diciembre 2016
Ingeniería

Microplataformas deslizables sobre un lecho líquido, alternativa a las piezas móviles

Los sistemas microelectromecánicos, o MEMS, son diminutas máquinas fabricadas usando equipos y procesos desarrollados para la producción de chips y dispositivos electrónicos. Se les ha encontrado una amplia gama de aplicaciones en la electrónica de consumo actual, pero sus partes móviles pueden desgastarse con el tiempo como resultado de la fricción.

 

Un nuevo método desarrollado por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, podría ofrecer una vía alternativa para producir piezas móviles sin conexiones sólidas entre los componentes, eliminando potencialmente una de las causas principales de desgaste y fallos en la maquinaria.

 

El nuevo sistema utiliza una capa de gotas líquidas para dar soporte a una diminuta plataforma móvil, que esencialmente flota sobre ellas. Las gotas pueden ser de agua o de algún otro fluido, y los movimientos de la plataforma pueden ser controlados eléctricamente con gran precisión, a través de un sistema que puede alterar las dimensiones de las gotas para hacer que la plataforma se eleve, descienda o se incline.

 

Esta innovación es obra del equipo de Daniel Preston y Evelyn Wang, del MIT.

 

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Ejemplos de gotas líquidas que varían de ángulo de contacto para sostener una plataforma móvil. (Imagen: Daniel Preston/Device Research Lab)

 

El sistema actúa alterando la forma en que las gotas interactúan con la superficie bajo ellas, gobernada por una característica conocida como ángulo de contacto. Este ángulo es una medida de cómo de pronunciado es el borde de la gota en el punto donde se encuentra con la superficie. En superficies hidrofílicas, es decir, que atraen el agua, las gotas se extienden de forma casi plana, produciendo un ángulo de contacto muy pequeño, mientras que las hidrofóbicas, que repelen el agua, hacen que las gotas sean casi esféricas, tocando apenas la superficie, con ángulos de contacto muy grandes, En ciertos tipos de superficies dieléctricas, estas cualidades pueden ser ajustadas en un amplio rango simplemente mediante un voltaje aplicado a la superficie.

 

A medida que la superficie se hace más hidrofóbica y las gotas se hacen más redondas, su parte de arriba se eleva más, y al alejarse de la superficie, levanta también la plataforma (en estas pruebas, una delgada lámina de cobre), que flota sobre ellas. Cambiando de forma selectiva diferentes gotas en grados diferentes, a la plataforma se la puede también inclinar selectivamente. Esta estrategia se podría utilizar, por ejemplo, para cambiar el ángulo de una superficie de espejo a fin de dirigir del modo deseado un rayo láser.

 

El nuevo sistema se podría emplear para fabricar nuevas versiones de dispositivos de muy diversos tipos, como por ejemplo platinas para microscopios. El enfoque del microscopio se podría controlar por la elevación o el descenso de la platina, que implicarían cambiar las formas de las gotas líquidas de soporte.

 

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