Usan un metal líquido magnético para imitar un Terminator T-1000 de Lego (usando un molde)

Por Francisco R. Villatoro, el 30 enero, 2023. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 3

La semana pasada fue viral un vídeo con un muñeco tipo Lego de un Terminator T-1000 de metal líquido; recrea la escena de la película Terminator 2: el juicio final (1991) en la que escapa de una celda a través de los barrotes. Se ha usado un metal líquido (galio) con incrustaciones de micropartículas ferromagnéticas de neodimio-hierro-boro (NdFeB); como no es un material con memoria de forma, se ha usado un molde para que el muñeco recupere su forma. Se publica en la revista Matter (Cell Press) como material magnetoactivo con transición de fase sólido-líquido. El muñeco de Lego se mueve usando un imán (campo magnético estático); para fundirlo se calienta usando campo magnético variable; el líquido atraviesa los barrotes guiado por un imán que le lleva hasta caer en el molde; allí recupera su forma cuando se enfría a temperatura ambiente; todo el proceso tarda unos 8 minutos (500 segundos). Más allá de esta curiosidad, este tipo de materiales promete múltiples aplicaciones en soldadura y ensamblaje inteligente, administración de fármacos, extracción de fármacos y manipulación de objetos en robótica, entre muchas otras.

Este metal líquido magnetoactivo, llamado MPTM por Magnetoactive Phase Transitional Matter, tiene buenas propiedades mecánicas en estado sólido; tiene una tensión mecánica de 21.2 MPa (megapascales) y un módulo de Young de 1.98 GPa (gigapascales), con lo que puede soportar un peso de hasta 30 kg. Además, en estado líquido muestra una gran adaptabilidad morfológica (capacidad de alargarse, dividirse y fusionarse). En el artículo se muestran varias aplicaciones de este nuevo material. Como el galio parece ser biocompatible, el nuevo material también podría serlo, con lo que se propone su uso para capturar cuerpos extraños en el estómago y para dosificar fármacos. También se propone su uso como sustituto de tornillos (en al artículo los llaman tornillos universales) y para la soldadura de circuitos electrónicos. En estas aplicaciones el galio no es un buen metal líquido, ya que su temperatura de fusión es de 30 °C; los autores del artículo proponen usar otros metales líquidos en dichas aplicaciones (pero no los usan en su estudio), como Bi32.5Sn16.5In51 (62 °C) o Bi58Sn42 (138 °C). Sin lugar a dudas los metales líquidos magneoactivos son prometedores, pero falta mucho tiempo hasta que los veamos en aplicaciones prácticas.

Este artículo habría pasado desapercibido si los autores no hubieran tenido la feliz idea de recrear un T-1000 de Lego y la famosa escena cinematográfica. El artículo se lee muy fácil, así que te recomiendo disfrutar de Qingyuan Wang, Chengfeng Pan, …, Lelun Jiang, «Magnetoactive liquid-solid phase transitional matter,» Matter (25 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.12.003. Para los interesados en aplicaciones biomédicas les recomiendo consultar Sen Chen, Ruiqi Zhao, …, Jing Liu, «Toxicity and Biocompatibility of Liquid Metals,» Advanced Healthcare Materials 12: 2201924 (24 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1002/adhm.202201924.

Este vídeo combina todos los vídeos de la información suplementaria del artículo. El movimiento de un pequeño cubo del nuevo material se puede controlar mediante un imán para que siga una trayectoria; con dos controlados de forma independiente puede manipular un objeto; incluso puede saltar obstáculos (si quien controla el imán es hábil para ello). Por supuesto, lo más llamativo es el famoso vídeo viral del T-1000 (observa como el líquido cae en el molde). Al final tienes algunas aplicaciones en la soldadura de circuitos, tornillos universales, eliminación de cuerpos extraños en un modelo de un estómago y la dosificación de fármacos.

Como suele ser habitual en este tipo de artículos, los autores sugieren que su material está bioinspirado; en este caso en la holoturia o pepino de mar y así aprovechan para incluir una foto de una Holothuria arguinensis y una viñeta graciosa. Aún así, la idea de incrustar pequeños imanes en una metal líquido no parece que requiera inspiración biológica. Los pequeños imanes permiten el control del movimiento (aplicando un campo magnético estático externo) y facilitan calentar el metal líquido para que se funda (aplicando un campo magnético variable).

Las aplicaciones biomédicas de nuevos materiales siempre tienen dos grandes limitaciones: la biocompatibilidad (que no ha sido demostrada para el nuevo material) y la enorme complejidad de los biológico reales (comparado con los modelos que se suelen usar en los ensayos). Un metal líquido que podría dejar gotas en el interior del cuerpo me parece poco prometedor.

La aplicación que me parece más razonable son los tornillos universales y la soldadura en lugar complicados, donde es más fácil que entre un líquido. Pero la necesidad de usar imanes es una gran limitación, porque el campo magnético cae muy rápido con la distancia. Además, se requiere usar metales líquidos que soporten temperaturas mucho mayores que el galio usado en estos experimentos. La verdad, no hay mucho más que contar del artículo en Matter, que presenta muy poca información técnica sobre el nuevo material, limitándose a hablar de sus aplicaciones potenciales (con experimentos de juguete). Habrá que estar al tanto de estos materiales. Pero mientras tanto, quizás sea buen momento para volver a disfrutar del vídeo viralizado.



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