Objetos podem ser preparados para serem movidos por raio sônico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/12/2022

Detalhes do padrão que cria uma metassuperfície sobre um objeto - são essas ranhuras que tornam o objeto sensível ao raio trator sônico.
[Imagem: Olivia Hultgren]

Raio sônico

Embora já tenha sido demonstrado que as ondas de luz (pinças ópticas) e as ondas de som (pinças acústicas) podem manipular objetos, os objetos tipicamente precisam ser menores do que o comprimento de onda do som ou da luz - da ordem de milímetros ou nanômetros, respectivamente.

Matthew Stein e colegas da Universidade de Minnesota, nos EUA, desenvolveram agora um método que consegue mover objetos grandes usando os metamateriais, materiais artificiais que podem ser projetados para lidar com diferentes tipos de ondas.

Ao colocar um padrão de um metamaterial na superfície de um objeto, criando uma metassuperfície, os pesquisadores conseguiram usar o som para orientar esse objeto em uma determinada direção sem tocá-lo fisicamente.

"Quando colocamos esses padrões minúsculos na superfície dos objetos, podemos basicamente refletir o som em qualquer direção que quisermos. E, ao fazer isso, podemos controlar a força acústica que é exercida sobre um objeto," explicou o professor Ognjen Ilic, que também é autor de uma proposta para que a levitação de objetos com luz nos leve às estrelas.

Na verdade é mais do que um simples controle: A equipe demonstrou que é possível até mesmo puxar o objeto em direção a uma fonte de som, um mecanismo muito similar aos raios tratores da ficção científica.

Diferentes padrões tornam possível diferentes modos de manipulação sem contato.
[Imagem: Matthew Stein et al. - 10.1038/s41467-022-34207-7]

Manipulação sem contato

A equipe acredita que seu método pode ser útil para mover objetos em quaisquer situações onde eles - ou suas embalagens - possam receber as ranhuras necessárias para criar a metassuperfície, da indústria à robótica.

"Em muitos campos da ciência e da engenharia, especialmente na robótica, existe a necessidade de mover coisas, de transferir um sinal para algum tipo de movimento controlado. Muitas vezes isso é feito por meio de amarras físicas ou tendo que carregar alguma fonte de energia para poder realizar uma tarefa.

"Acho que estamos traçando uma nova direção aqui e mostrando que podemos mover objetos sem contato físico, e esse movimento pode ser controlado simplesmente programando o que está na superfície desse objeto. Isso nos dá um novo mecanismo para atuar sobre coisas sem contato," disse Ilic.

Demonstração do conceito

Embora até agora a equipe tenha feito apenas uma demonstração do conceito, os pesquisadores pretendem testar frequências mais altas de ondas, diferentes materiais e diferentes tamanhos de objetos.

"A manipulação sem contato é uma área quente de pesquisa em óptica e eletromagnetismo, mas esta pesquisa propõe outro método para atuação sem contato que oferece vantagens que outros métodos podem não ter," disse Matthew Stein, idealizador da técnica.

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