Sciam


Clique e assine Sciam
Notícias

Objetos parecem levitar entre ondas sonoras

Nova abordagem sem contato poderá ser usada prevenir contaminação de amostras

 

Dimos Poulikakos
 Uma gotícula líquida é levitada no espaço entre plataformas emissoras de som (embaixo) e uma superfície refletora de som (em cima). 

Por Josh Howgego e Revista Nature

Gotículas de água, grânulos de café, fragmentos de poliestireno e até mesmo um palito de dentes está entre os itens que andaram voando por aí em um laboratório suíço recentemente – todos eles mantidos no ar por ondas sonoras. O dispositivo que realiza essa levitação acústica é o primeiro capaz de manipular vários objetos simultaneamente. Ele foi descrito em 15 de julho em Proceedings of the National Academy of Sciences.

Normalmente, técnicas de levitação fazem uso do eletromagnetismo; forças magnéticas já foram usadas até para levitar sapos. Há muito tempo se sabe que ondas sonoras também anulam a gravidade, mas até agora o método não tem aplicação prática porque ele não consegue fazer mais que manter um objeto parado.

Para também mover e manipular objetos em levitação, Dimos Poulikakos, engenheiro mecânico do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH) em Zurique, e seus colegas, construíram plataformas que fazem som usando cristais piezoelétricos, que encolhem ou esticam dependendo da voltagem aplicada a eles. Cada plataforma é do tamanho de uma unha de dedo mínimo.

As plataformas emitem ondas de som que se movem para cima até atingirem uma superfície suspensa, e de lá são refletidas de volta. Quando as ondas refletidas para baixo se sobrepõem às ondas sonoras que estão subindo, as duas ‘se cancelam’ no meio, nos chamados pontos nodais. Objetos posicionados neles permanecem parados no lugar devido à pressão de ondas sonoras vindas de ambas as direções.

Ao ajustar a posição dos nodos, os pesquisadores podem arrastar objetos entre plataformas. As plataformas podem ser organizadas de maneiras diferentes para se adaptarem a vários experimentos. Em uma demonstração envolvendo um arranjo de plataformas em forma de T, os pesquisadores juntaram duas gotículas introduzidas em locais separadas e depois depositaram a gotícula combinada em um terceiro local.

Reações sem mãos

O sistema também poderia ser usado para combinar reagentes químicos sem a contaminação que pode resultar do contato com a superfície de um recipiente. Ondas sonoras já são usadas na indústria farmacêutica para obter resultados precisos durante exames de drogas. Mas o método de Poulikakos é o primeiro a oferecer a possibilidade de controlar vários items simultaneamente com precisão.

Poulikakos sugere que o sistema poderia ser usado para testar reações químicas perigosos. “Nós nos divertimos demonstrando a ideia ao colidir um torrão de sódio com água, o que é obviamente uma reação agressiva”, conta ele.

Peter Christianen, físico que trabalha com levitação eletromagnética na Universidade Radboud em Nijmegen, na Holanda, declara estar impressionado com a invenção. “Eu gostei muito disso; essa é uma plataforma muito versátil – você consegue manipular quase qualquer coisa nela”.

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. O artigo foi publicado pela primeira vez em 15 de julho de 2013.