Em uma descoberta revolucionária, Pesquisadores da Universidade de Wollongong (UOW) criaram um efeito de "batimento cardíaco" em metal líquido, fazendo o metal pulsar ritmicamente de maneira semelhante a um coração batendo.

Suas descobertas foram publicadas na edição de 11 de julho da Cartas de revisão física , o principal jornal do mundo para pesquisa de física fundamental.

Os pesquisadores produziram o batimento cardíaco estimulando eletroquimicamente uma gota de gálio líquido, fazendo com que oscile de maneira regular e previsível. Gálio (Ga) é um metal prateado macio com baixo ponto de fusão, tornando-se líquido em temperaturas superiores a 29,7 ° C.

A descoberta tem aplicações potenciais para temporizadores e atuadores baseados em fluido em músculos artificiais, robótica suave e circuitos microfluídicos "lab-on-a-chip".

Professor Xiaolin Wang, um líder de nó e líder de tema no Centro de Excelência ARC para Tecnologias Eletrônicas de Baixa Energia do Futuro (FLEET), liderou a equipe de pesquisa do Instituto de Supercondutores e Materiais Eletrônicos da UOW no Instituto Australiano de Materiais Inovadores.

"Ao projetar um eletrodo especial e aplicar voltagem a gotas de metal líquido, fomos capazes de fazer o metal se mover como um coração batendo, "Professor Wang disse.

Embora efeitos semelhantes de batimento cardíaco tenham sido criados anteriormente no mercúrio líquido, isso produz um movimento errático que é difícil de desativar ou controlar. O mercúrio tem a desvantagem adicional de ser altamente tóxico.

Gálio líquido, por contraste, não é tóxico e produz um movimento regular (em frequências que variam de 30 a 100 batidas por minuto, dependendo da influência da gravidade e do tamanho da gota), tornando-o potencialmente de uso muito maior.

O professor Wang disse que sua pesquisa em metais líquidos foi inspirada em parte por sistemas biológicos e em parte pela ficção científica, incluindo a mudança de forma, Robô de metal líquido "T-1000" no filme dirigido por James Cameron Terminator 2:Dia do Julgamento .

"Para mim, nada é ficção - a ficção científica é um fato científico que ainda não foi descoberto. Quando vejo um efeito na ficção científica, penso em como podemos criar essa funcionalidade na vida real, " ele disse.

"Eu não quero criar um robô Terminator, não se preocupe, mas a funcionalidade do robô líquido pode ser útil no mundo real, então eu queria descobrir mais funcionalidades em metal líquido.

"O robô líquido de Terminator 2 tinha duas funcionalidades. Uma era mudar sua forma e então recuperá-la. A segunda foi mudar de um estado mais suave para um mais difícil - se você se lembrar da cena em que estendeu o braço e o transformou em uma espada, passou de um metal macio para um duro.

“Essas duas funcionalidades foram descobertas. Um grupo na China e outro nos Estados Unidos descobriram a primeira, mudando de forma e, em seguida, recuperando-a, e foi meu grupo de pesquisa aqui na UOW que descobriu o segundo fenômeno, transição de um estado suave para um estado sólido aplicando uma tensão.

"Também desenvolvemos uma maneira de formar qualquer padrão instantaneamente, incluindo a escrita, em metal líquido sem tocá-lo. Minha ideia inicial era encontrar uma maneira de reproduzir o efeito de "círculos nas plantações" em nosso laboratório.

"E agora criamos uma funcionalidade em metal líquido que nem mesmo James Cameron foi capaz de conceber:como fazê-lo se mover como um coração batendo."

Embora o artigo de pesquisa se concentre na física fundamental da descoberta - entender como e por que o gálio líquido se comporta da maneira que se comporta - ao invés de suas aplicações, O professor Wang disse que há vários usos potenciais.

"Existem tantos aplicativos para dispositivos construídos com materiais mais macios, " ele disse.

"A robótica soft é o nosso futuro. Para desenvolver robôs soft, precisamos de um poder para fazer com que o tecido mole se mova, então, muito naturalmente, pensamos em um coração mole para um robô mole.

"Em muitos sistemas biológicos, em humanos e animais, é o coração que alimenta tudo. Então, um batimento cardíaco de metal pode ser usado como uma bomba, como a força motriz para transportar o líquido através de um canal. "

Dr. David Cortie, um bolseiro de investigação do ISEM e um dos co-autores do artigo, disse que a natureza autorreguladora do batimento cardíaco do gálio líquido o tornava um bom candidato para vários usos.

"O tempo do batimento cardíaco ocorre naturalmente, você não tem que aplicar nenhuma eletrônica complicada para fazer o tempo funcionar, portanto, o bombeamento autorregulado é uma possibilidade, "Dr. Cortie disse.

"Outra coisa que propusemos foram os osciladores. Na eletrônica, muitas vezes você precisa de um controle de tempo, por exemplo, algo que envia um pulso duas vezes por segundo, então por analogia, esta funcionalidade pode ser útil para temporizadores baseados em fluido em circuitos microfluídicos. "

'Descoberta de um efeito de batimento cardíaco estimulado por voltagem em gotículas de gálio líquido' por Zhenwei Yu, Yuchen Chen, Frank F. Yun, David Cortie, Lei Jiang, e Xiaolin Wang é publicado em 11 de julho em Cartas de revisão física .