Control remoto de la interfase aire-agua mediante un campo magnético

Unos científicos han desarrollado un novedoso sistema magnético para manipular pequeños volúmenes de fluidos.

El Microfluidics Cluster de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) ha puesto a punto un innovador sistema para poder manipular de forma remota la interfase aire-agua utilizando un campo magnético externo. El estudio se enmarca en el proyecto multidisciplinar europeo MAMI, en el que participan grupos y empresas de seis países. El trabajo se anuncia en la portada de la prestigiosa revista académica ‘Langmuir’.

El estudio y el desarrollo de superficies hidrofóbicas están adquiriendo un gran interés en campos como por ejemplo la manipulación precisa de pequeños volúmenes de fluidos. La actividad de no pocos científicos al respecto se ha visto inspirada por materiales naturales que repelen el agua, como las hojas de loto.

La integración de las propiedades magnéticas en los materiales hidrofóbicos favorece la manipulación remota del material al mismo tiempo que repele el agua, proporcionando nuevas perspectivas para posibles aplicaciones. En este trabajo llevado a cabo por un equipo que incluye a Udara Bimendra Gunatilake y Fernando Benito López, ambos de la UPV/EHU.

el Microfluidics Cluster de la UPV/EHU, “hemos desarrollado un novedoso sistema para poder manipular la interfase aire-agua utilizando un campo magnético externo”, señala Fernando Benito López, investigador principal del Microfluidics Cluster de la UPV/EHU.

Para ello, “hemos generado una capa de nanopartículas magnéticas hidrofóbicas capaz de flotar en la interfase agua-aire y formar una interfase agua-sólido-aire estable. Hemos observado que esta capa se dobla fácilmente hacia abajo, cuando se la expone a un campo magnético externo. Gracias a ello, la capa crea una estructura que recuerda a la de un tornado, con forma cónica invertida el cual hemos bautizado como ‘Magneto Twister’, explica Fernando Benito López. “Esta estructura en forma de tornado se comporta como un material blando y elástico que se deforma o desaparece con el campo magnético aplicado”, añade el profesor de la UPV/EHU.

Imagen de la portada de la revista académica Langmuir, que hace referencia a la investigación llevada a cabo por el equipo de Udara Bimendra Gunatilake y Fernando Benito López. (Imagen: Langmuir)

Se trata de una investigación fundamental con tres grandes aplicaciones de esta estructura en escenarios reales: “en primer lugar, indica Benito López, hemos utilizado el ‘Magneto Twister’ para manipular gotas de agua en un medio acuoso sin que ellas se mezclen. Posicionamos las gotas de agua encima del cono magnético para moverlas en el medio acuoso y transportarlas a donde nos interese. Una vez que las gotas de agua estén en la zona deseada, podríamos eliminar el campo magnético para llevar a cabo la reacción en una parte controlada de ese volumen total de agua”.

Además, “el ‘twister’ se utilizó para separar líquidos dentro de un canal de superficie abierta, el cual nos da la opción de tener reservorios independientes dentro de un canal fluídico y de almacenar reactivos que únicamente se mezclaran cuando se elimine el campo magnético externo para que una reacción química o biológica se efectúe”, explica Fernando Benito. “Sería algo similar a una válvula que se abre y se cierra para controlar el movimiento de los fluidos en dichos canales y conductos de una manera controlada en la microescala“, añade el investigador de la UPV/EHU.

Por último, “el twister magnético se utilizó para recoger y eliminar microplásticos flotantes en la superficie del agua, simplemente moviendo el twister hacia el microplástico para atraparlo”, señala Benito López.

Desde el Microfluidics Cluster de la UPV/EHU afirman que este trabajo “abre nuevas vías para el uso de nanopartículas magnéticas hidrofóbicas en aplicaciones asistidas por la interfase agua-aire”.

El estudio se titula “Magneto Twister: Magneto Deformation of the Water–Air Interface by a Superhydrophobic Magnetic Nanoparticle Layer”. Y se ha publicado en la revista académica Langmuir. (Fuente: UPV/EHU)