Fisicamente, o som não é mais do que pressão a mover-se através de um meio. Se conseguires controlar essa pressão corretamente, podes, na verdade, empurrar coisas usando apenas som. Foi exatamente isso que os investigadores da Virginia Tech decidiram fazer, mas com um toque especial. Eles desenvolveram um novo chip que utiliza ondas sonoras de alta frequência para agarrar e manipular objetos minúsculos, imagina partículas do tamanho de um grão de pó. Basicamente, funcionam como pinças invisíveis.
Pinças invisíveis feitas de som: o Problema e a Solução
Antes disto, os cientistas dependiam maioritariamente de transdutores interdigitais (IDTs). O problema é que os IDTs produzem ondas retas e planas, o que é pouco prático.
Podes imaginar essa falta de jeito como tentar pegar numa bola de pingue-pongue com a mão esticada e plana. Consegues empurrar a bola pela mesa, claro, mas não consegues agarrá-la ou levantá-la. Para resolver isto, a equipa criou uma nova configuração chamada Phased Interdigital Metamaterial (PIM). Curiosamente, esta mesma classe de materiais é usada para explicar como os aviões furtivos escondem os seus motores dos radares inimigos.
O PIM usa elétrodos curvos em vez das linhas retas e desajeitadas. A melhor forma de descreveres isto é como uma lente para o som. Tal como uma lente de vidro curva foca a luz num ponto, estas curvas dobram as ondas sonoras com extrema precisão. Essencialmente, o som é convertido num par de pinças invisíveis. Os investigadores podem usar estas pinças para direcionar ondas e energia exatamente para onde querem. E o melhor de tudo? Tudo isto acontece num chip minúsculo, sem necessidade de maquinaria pesada.
Porque é que isto te interessa?
Então, porque é que mover grãos de pó num chip é importante? Bem, basta olhares para as potenciais aplicações:
Medicina: Como estas pinças conseguem lidar com coisas delicadas sem contacto físico, são perfeitas para a medicina. A equipa sugere que poderão levar a cirurgias não invasivas onde ondas sonoras limpam coágulos sanguíneos ou organizam células numa placa de Petri. Faz o trabalho de uma centrifugadora, mas numa escala muito menor.
Controlo de Sinal: Há outro truque fixe. A tecnologia funciona como um “díodo” para o som. Na eletrónica, um díodo deixa a eletricidade fluir apenas num sentido. De forma semelhante, esta configuração encaminha a informação acústica para a frente enquanto bloqueia o que tenta voltar para trás, o que se torna crucial para manter os sinais limpos.
Manipulação de Precisão: Nos testes, conseguiram prender contas microscópicas em padrões precisos e até alinhar minúsculos nanotubos de carbono. Além de sólidos, criaram remoinhos para misturar líquidos com extrema precisão.
O Futuro
Agora, os investigadores só precisam de descobrir como lidar com múltiplas frequências ao mesmo tempo e resolver a deriva térmica, basicamente, garantir que o chip não se “desafina” à medida que aquece. Estão também a explorar como a tecnologia pode melhorar biossensores e o arrefecimento de semicondutores.
Se estes chips funcionarem realmente como anunciado, quem sabe, talvez se juntem às invenções tecnológicas que mudaram a indústria da saúde para sempre.
