Mecânica

Objetos são levitados e manipulados magneticamente

Objetos são levitados e manipulados magneticamente
O parafuso (Screw) é manipulado dentro de um recipiente com fluido paramagnético, por sua vez controlado pelos ímãs que geram os campos indicados por S (sul) e N (norte). [Imagem: Anand Subramaniam/Harvard University]

Maglev

Quando se fala em levitação, normalmente imagina-se um objeto sendo levantado no ar.

É o caso da levitação magnética - ou maglev - que sustenta os trens de alta velocidade acima dos trilhos.

Anand Subramaniam e seus colegas da Universidade de Harvard desenvolveram uma nova técnica que permite manipular os objetos levitados, o que eles chamam de "orientação sem contato de objetos no espaço tridimensional usando levitação magnética.

O detalhe é que o objeto não está suspenso no ar, mas imerso em um líquido paramagnético, um fluido de consistência gelatinosa que é controlado por dois ímãs externos, um de cada lado do recipiente.

Subramaniam espera usar essa flutuação controlada magneticamente para montar estruturas com objetos muito delicados, mas grandes demais para serem manipulados opticamente.

Por enquanto, os objetos manipulados devem ter uma densidade que os faça flutuar no líquido, mas com a vantagem de que eles não precisam ser magnéticos, como nas técnicas já existentes.

Objetos são levitados e manipulados magneticamente
[Imagem: Anand Subramaniam/Harvard University]

Flutuabilidade magneticamente controlada

A intensidade do magnetismo dos ímãs deve ser calculada de forma a criar um gradiente de densidade no líquido paramagnético, manipulando o objeto ao equilibrar sua tendência à flutuação versus o puxão da gravidade.

Desta forma, é possível girar o recipiente mantendo o objeto sempre na mesma posição - Subramaniam demonstrou a técnica usando um parafuso de nylon.

Manipulações mais precisas podem ser feitas adicionando um terceiro ímã, um eletroímã, cujo campo magnético alterado de forma precisa permitiu rodar o parafuso em qualquer sentido.

Subramaniam afirma que o próximo passo do seu trabalho será demonstrar a potencialidade da técnica de flutuabilidade magneticamente controlada para montar objetos - eventualmente inserir uma porca no parafuso.

Isso exigirá um número maior de ímãs e um controle preciso de cada segmento do líquido, uma vez que porca e parafuso deverão girar em sentidos opostos para se unirem, ou um deles deverá ficar fixo enquanto o outro gira.

Bibliografia:

Noncontact orientation of objects in three-dimensional space using magnetic levitation
Anand Bala Subramaniam, Dian Yang, Hai-Dong Yu, Alex Nemiroski, Simon Tricard, Audrey K. Ellerbee, Siowling Soh, George M. Whitesides
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Early Edition
DOI: 10.1073/pnas.1408705111




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