Un equipo de investigadores del campus de Shenzhen de la Universidad Sun Yat-sen, la Universidad Carnegie Mellon, la Universidad China de Hong Kong y la Universidad de Zhejiang han creado un nuevo material de cambio de fase, denominado materia de transición de fase magnetoactiva (MPTM), mediante la incorporación de neodimio-hierro magnético -micropartículas de boro en galio, un metal con un punto de fusión muy bajo (29,8 grados centígrados).
 
Esta propiedad de cambio de fase, que se puede controlar de forma remota con un campo magnético, se debe al metal galio. Este nuevo material podría ayudar a los científicos a desarrollar robots suaves y flexibles que puedan moverse a través de pasajes estrechos y ser guiados externamente.

¿Cómo funciona?

En un vídeo, un robot con forma de persona se licúa para rezumar a través de una rejilla, después de lo cual se extrae y se vuelve a moldear a su forma original. Los investigadores incrustaron el metal con partículas magnéticas para dirigir los movimientos del metal con imanes. La escena que recrean en el experimento es imposible que no te recuerde a la del actor Robert Patrick en su papel de T-1000, el robot que cambia de forma, y principal antagonista en la película Terminator 2, licuándose a través de las rejas de metal.

"Las partículas magnéticas aquí tienen dos funciones. Una es que hacen que el material responda a un campo magnético alterno, por lo que puede, a través de la inducción, calentar el material y provocar el cambio de fase. Pero las partículas magnéticas también dan movilidad a los robots y la capacidad de moverse en respuesta al campo magnético", explica Carmel Majidi, ingeniera mecánica de la Universidad Carnegie Mellon, en Canadá y líder del trabajo.

El robot cambia de estado según la necesidad. Entre otros beneficios, un robot que moldea su forma, podría servir para ofrecer servicios de salvamento en lugares de mal acceso

"Dar a los robots la capacidad de cambiar entre estado líquido y sólido les otorga más funcionalidad", dijeron los científicos en su estudio publicado en la revista Matter.
Los materiales de cambio de fase se han fabricado antes, pero necesitaban fuentes de calor externas o corrientes eléctricas para transformarse. El nuevo material del equipo, MPTM, cuenta con una fase líquida extremadamente fluida en comparación con otros materiales que cambian de fase, cuyas fases "líquidas" son considerablemente más viscosas. El equipo recurrió al galio, un metal que se funde a unos 30° Celsius, ligeramente por encima de la temperatura ambiente. En lugar de conectar un calentador a un trozo de metal para cambiar su estado, los investigadores lo exponen a un campo magnético que cambia rápidamente para licuarlo. El campo magnético alterno genera electricidad dentro del galio, lo que hace que se caliente y se derrita. El material se vuelve a solidificar cuando se deja enfriar a temperatura ambiente.
La innovación también puede funcionar como robots de soldadura inteligentes para el ensamblaje y reparación de circuitos inalámbricos y como un "tornillo" mecánico universal para ensamblar piezas en espacios de difícil acceso.

“El trabajo futuro debería explorar más a fondo cómo estos robots podrían usarse dentro de un contexto biomédico. Lo que mostramos son solo demostraciones únicas, pruebas de concepto, pero se requerirá mucho más estudio para profundizar en cómo podría usarse realmente para la administración de medicamentos o para eliminar objetos extraños”, puntualiza Majidi.