Folhas magnéticas manipulam objetos sem precisar agarrá-los

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/12/2024

Esta imagem mostra como a manipulação multimodal da metafolha magnética permite levantar e girar placas de Petri e mover objetos seletivamente.
[Imagem: Yinding Chi]

Mover sem pegar

Um dispositivo que combina campos magnéticos e princípios de design de kirigami consegue controlar remotamente o movimento de uma superfície flexível, permitindo manipular objetos sem realmente agarrá-los.

O projeto é criar uma "garra robótica que não agarre", mas que possa levantar e mover objetos frágeis, incluindo géis ou líquidos, e com um adicional: Fazer o trabalho em espaços confinados, onde os braços robóticos comuns ou ferramentas similares não são uma opção.

"Estávamos tentando enfrentar dois desafios aqui," explicou Jie Yin, da Universidade Estadual da Carolina do Norte. "O primeiro desafio foi como mover objetos que você não pode pegar com pinças, como objetos frágeis ou coisas em espaços confinados. O segundo desafio foi como usar um campo magnético para levantar e mover remotamente objetos que não são magnéticos."

Para enfrentar esses desafios, os pesquisadores criaram uma metassuperfície - ele a chamam de "metafolha" - formado por um polímero elástico incorporado com micropartículas magnéticas. O kirigami serviu para criar um padrão, que foi então cortado na folha. As bordas externas da metafolha são fixadas a uma estrutura rígida.

A equipe pretende aumentar a "resolução" do seu manipulador (os pequenos poços onde os objetos se alojam), tornando-o capaz de mover objetos menores.
[Imagem: Yinding Chi et al. - 10.1126/sciadv.adr8421]

Movimento magnético

Quando um campo magnético é posto para atuar paralelamente à metafolha, ele é usado para forçar seções da metafolha a se projetarem para cima ou para baixo, criando espécie de caixas de ovos dinâmicas para cima ou para baixo.

"Você pode realmente fazer com que a superfície da metafolha se mova como uma onda controlando a direção do campo magnético," disse Yin. "E ajustar a força do campo magnético determina o quanto a onda sobe ou desce."

Os testes mostraram que é possível controlar o movimento da superfície de modo suave o suficiente para mover vários tipos de objetos que foram postos em sua superfície, de gotas de líquido a um pedaço plano de vidro sólido.

"O desenho dos cortes na metafolha é um exemplo de kirigami, ou corte de papel," explicou o pesquisador Yinding Chi. "Isso é particularmente importante para as metafolhas, porque o kirigami aumenta a flexibilidade sem sacrificar a rigidez fundamental do próprio material."

O manipulador também é relativamente rápido, com um tempo de resposta ao campo magnético de cerca de dois milissegundos.

A metafolha também pode ser usada como uma esteira, para mover objetos ao longo de uma superfície.
[Imagem: Yinding Chi et al. - 10.1126/sciadv.adr8421]

Miniaturização e ampliação

Por enquanto, a equipe está mais interessada em miniaturizar sua metafolha, criando mecanismos para manipular objetos e volumes de líquido na escala micro e até nano.

Mas, a longo prazo, isso poderá significar ganhar uma maior resolução, o que poderá torná-la útil em dispositivos na escala humana.

"Também estamos interessados em como essa abordagem poderia ser usada para criar tecnologias hápticas que possam ter aplicações em tudo, desde jogos até dispositivos de acessibilidade," disse Yin.

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