NUPeko ikertzaile batzuek beroa eta eremu magnetikoak erabiliz material konposatu bat urrutitik eta “kontrol handiz” manipulatzea lortu dute

“Nature Scientific Reports” aldizkarian argitaratu den esperimentu honek gailu biomediko eta ukipenezko teknologia berriak garatzeko aukera emanen du

Nafarroako Unibertsitate Publikoko ikertzaile batzuek (NUP), Smart Cities (ISC) eta InaMat2 institutuei atxikiek, beroaren eta eremu magnetikoaren bidez termoplastikozko eta burdina-hautsezko konposatu bat urrutitik “inoiz lortu duten kontrol mailarik altuenenez” manipulatzea lortu dute. Konposatu hori, materia programagarri izenekoa, distantzian manipulatzen ahal da airean, uretan eta ehun biologikoetan, eta, beraz, gailu biomedikoak garatzeko aukerak zabaltzen ditu, eta erabilgarria da ukipenezko display-etarako eta objektuak manipulatzeko.

“Nature Scientific Reports” aldizkari zientifikoaren azken alean argitaratutako ikerketa honen egileak Josu Irisarri Erviti, Íñigo Ezcurdia Aguirre, Xabier Sandúa Fernández, Itziar Galarreta Rodríguez, Iñaki Pérez de Landazábal Berganzo eta Asier Marzo Pérez dira.

Materia programagarria bere propietateak modu programatuan aldatzeko gaitasuna duen materiala da. “Bere forma, zurruntasuna edo beste propietate fisiko batzuk modu kontrolatuan aldatzen ahal ditu”, esan du Asier Marzok. Orain arte, materia urrutitik kontrolatzeko, metodo optikoak edo magnetikoak erabili izan ohi dira. “Hori hala izanik ere, bi prozedura mota horiek mugak dituzte: lehenbiziko taldekoek indarrari dagokionez, eta, bigarrenekoek, xehetasunek izan beharreko gutxieneko tamainari dagokionez –bereizmen espaziala–”, adierazi du.

Beroaren eta eremu magnetikoen bidez kontrolatzea materia

NUPeko ikertzaileek termoplastikozko eta burdina-hautsezko konposatu bat erabiltzea erabaki zuten. Lehenbizikoa 27 ºC-ko material zurruna da, baina xaflakor bilakatzen da berotzen denean (prozesu hori desegiten ahal da). Burdina-hautsa, aldiz, termoplastikoarekin nahastuta, iman baten eremu magnetikoak erakartzen du. Konposatu hori patroi termikoen eta eremu magnetikoen eraginpean jarri zen. Konbinazio horri esker, “inoiz lortu den kontrol mailarik altuena lortu da”, Josu Irisarri artikuluaren lehenbiziko sinatzaileak esan duenez. Horretarako, konposatua zonalde espezifikoetan berotzen da, zeinak xaflakor bihurtzen diren eta eremu magnetikoek erakartzen ahal dituzten. “Eremu beroak solidotu egiten dira hoztean, eta prozesua errepikatzen ahal da”, gehitu du Josu Irisarrik.

Zehazki, ikertzaileek zenbait gauza manipulatu dituzte urrutitik, konposatua argiaren, beroaren eta imanen eraginpean jarrita, bideo honetan ikusten ahal denez. Adibidez, konposatua, harizpi forman, erdigunean berotu eta xaflakor bihurtu zuten. Ondoren, eremu magnetiko batek tira egin zuen harizpiaren muturretik, aurrez berotutako zatia tolesteko. Hoztean, harizpia solidotu egin zen. Prozesu hori behin baino gehiagotan errepikatu zen, harizpi batetik abiatuta letra batzuen forma emateko.

Bigarren esperimentu batean, orri formako materiala berotu zuten puntu jakinetan laserra emanez. Ondoren, eremu magnetiko batek puntu horiek erakarri zituen, eta, hoztean, altxatutako puntuak finkatuta gelditu ziren, braillezko idazkera balitz bezala. Prozesu hori patroi konplexuagoetarako ere errepikatu zuten.

Hirugarren esperimentuan, material bloke bat erabili zuten. Argi infragorriz berotu eta gero, eremu magnetiko batek altxatu egin zuen, eta harekin zutabe bat osatu. Jarraian, zutabeko puntu bat berotu zuten, eta berriz eremu magnetiko batek bigarren mailako adar bat sortu zion eta zuhaitz forma eman.

Azken proban, materiala puxika batean sartu zuten, birika bat simulatzen zuena eta optikoki opakua zena. Orduan, mikrouhinez berotu, eta, eremu magnetikoak aplikatzean, puxikaren barruko materiala zabaltzea eta tamaina jakinean solidotzea lortu zuten.

Oro har, posible da materiala mugitzea, errotatzea, tolestea, luzatzea, uzkurtzea, banatzea, fusionatzea, altxatzea, urtzea eta figurak edo braille patroiak zizelkatzea. Gainera, egoera solidoan, pisu handiak jasateko gai da.

Manipulazio konplexuak

“Manipulazio konplexuak egin ditugu 3D blokeetan, 2D laminetan eta 1D harizpietan, eta hori ukipenezko display-etan eta objektuen manipulazioan aplikatzen ahalko da”, laburbildu du Asier Marzok.

Ukipenezko teknologiaz aparte, NUPeko ikertzaileek beste onura batzuk ere ikusi dizkiote. “Trantsiziozko tenperatura baxua denez eta mikrouhinen bidez material opakuak zeharkatuta berokuntzak egiteko aukera ematen duenez, konposatua ehun biologikoaren barnean manipulatzen ahal da, eta horrek potentzial handia du gailu biomedikoetan aplikatzeko”, ondorioztatu du Asier Marzok.

1. argazkia: Artikulu hau sinatu duten NUPeko ikertzaileak. Ezkerretik eskuinera: Íñigo Ezcurdia, Xabier Sandúa, Josu Irisarri, Asier Marzo, Iñaki Pérez de Landazábal eta Itziar Galarreta.

2. argazkia: Letra bihurtutako harizpi dimentsiobakarra.

3. argazkia: Material horrekin egindako orri bat, zeinaren gainean Braille formatuaren antzeko koskorrak sortu diren.

4. argazkia: Eskulturak osatzeko kontakturik gabe zizelkatu diren material blokeak.

5. argazkia: Zuhaitz bihurtutako material blokea.

6. argazkia: Material solidoa harizpi, orri eta bloketan.