Interruptor que usa gotas de agua
El nuevo interruptor inspirado en una especie de escarabajo, diseñado por ingenieros de la Universidad de Cornell, puede operar de forma autónoma en la escala de una micra (una millonésima de metro). Los interruptores pueden combinarse en grupos para aplicaciones más grandes y potentes de los enlaces adhesivos. Como en el transistor, cuyos variados usos fueron evidentes sólo después de su invención, las aplicaciones del nuevo interruptor no han sido identificadas todavía, pero la simplicidad, pequeñez y velocidad del dispositivo tienen un enorme potencial, según los investigadores.
"Casi todos los más grandes adelantos tecnológicos han dependido de los interruptores, y éste es un interruptor que es rápido y aún puede reducirse más de tamaño", manifiesta Paul Steen, profesor de química e ingeniería biomolecular en la Universidad de Cornell.
Como el escarabajo que se aferra a una hoja de palmera con una fuerza adhesiva igual a cien veces el peso de su propio cuerpo, el equivalente humano de llevar encima siete automóviles, el interruptor en su formulación más básica usa la tensión superficial creada por las gotas de agua en contacto con una superficie, de un modo muy similar a cómo dos pedazos de papel mojado se pegan entre sí.
Cuando es atacado, el escarabajo de la palmera se pega a una hoja hasta que el asaltante se retira. Se adhiere por medio de unas 120.000 gotas de aceite secretado, cada una de las cuales tiende una especie de puente entre las patas del insecto y la hoja. Cada gota es de sólo unas micras de diámetro. Mientras el escarabajo controla mecánicamente los contactos de aceite, el interruptor de Steen usa agua y electricidad.
 | | Esquema del interruptor por gotas de agua. (Foto: Vogel/Steen, copyright PNAS ) |
Para que el interruptor establezca o retire un enlace creado por la tensión superficial, se utiliza el movimiento de una gota de agua desde la cima al fondo de la superficie de una placa plana usando electricidad desde unos electrodos. La electricidad mueve los átomos cargados positivamente, denominados iones, que se encuentran en el agua, a través de diminutos capilares de un disco fino de cristal poroso empotrado en la placa. El agua se mueve y brota en forma de una gota micrométrica en la superficie de la placa. La gota expuesta puede pegarse entonces a otra superficie. Para romper el enlace, la electricidad tira de la gota de agua hacia atrás, a través de los poros capilares.
Con gotas de agua milimétricas y poros micrométricos, 5 voltios pueden encender el interruptor en un segundo. Al mismo tiempo, los investigadores predicen que gotas más pequeñas requerirán menos energía para moverse y tendrán tiempos de accionamiento más rápidos. Steen y sus colegas creen que la fabricación de un interruptor de dimensiones tan pequeñas como del orden de cientos de nanómetros, una décima del tamaño de las gotas del escarabajo, está dentro de las posibilidades. Los investigadores también podrían lograr efectos mayores, conectando muchos interruptores diminutos en variadas disposiciones.
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