Superfícies microtexturizadas magneticamente responsivas têm a vantagem de serem controladas remotamente (ou seja, sem necessidade de contato) em condições ambientais e tempos de resposta curtos. Anteriormente, as atuações sincronizadas de flexão ou torção de matrizes de micropilares foram demonstradas programando o arranjo das partículas magnéticas e empregando geometria de micropilar anisotrópica. Neste caso, as partículas magnéticas são incluídas em uma matriz polimérica em baixas concentrações para evitar interferência magnética e, assim, obter uma atuação sincronizada. Pesquisadores da Universidade de Inha (Jeong Eun Park e Jeong Jae (JJ) Wie), Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (Augustine Urbas e Zahyun Ku) e Lawrence Livermore National Laboratory (Sei Jin Park) relataram recentemente uma estratégia oposta para induzir a auto-montagem magnética de matrizes de micropilares. Micropilares magnéticos altamente concentrados atuam como microímãs e se reúnem coletivamente com pilares vizinhos sob um campo magnético aplicado. Para uma atuação fácil, a borracha flexível é utilizada para a base do pilar, enquanto os topos dos pilares relativamente rígidos e magneticamente responsivos passam pelo conjunto magnético. Como a base do pilar é magneticamente inerte e fixada ao substrato, a automontagem de micropilares dispostos periodicamente pode repetir a montagem e a recuperação reversíveis e reprodutíveis modulando o campo magnético externo.
Quando um campo magnético é aplicado paralelamente ao longo eixo de arranjos de micropilares retangulares, dipolos magnéticos (ou seja, pólos N e S) são criados nos micropilares. À medida que a densidade do fluxo magnético aumenta, dois micropilares dipolares adjacentes são montados em pares através da atração quadrupolar. Enquanto isso, os pares são montados com um dos outros pares (ou seja, quad-body) onde o eixo longo dos micropilares retangulares é colocado para compensar 45 graus em relação ao eixo do campo magnético. A deformação de torção magnética dos micropilares também é gerada, pois os micropilares do tipo microímã querem ser paralelos ao eixo longo dos pilares e ao campo magnético aplicado. Subsequentemente, sob densidade de fluxo magnético continuamente aumentada, os corpos quádruplos são montados com outros corpos quádruplos enquanto sofrem movimento de torção adicional. Como resultado, uma ordem de longo alcance altamente conectiva é alcançada nos topos dos pilares com um grau de torção de ~40 graus. Além disso, os pesquisadores demonstraram que os micropilares montados magneticamente podem ser congelados no lugar mesmo depois que o campo magnético é removido por tratamento com um aglutinante solúvel em água.

Além disso, o efeito das geometrias dos pilares magnéticos na densidade mínima de fluxo magnético necessária para iniciar a montagem foi investigado comparando-se as montagens de micropilares quadrados e circulares que possuem espaçamentos entre pilares idênticos e larguras fixadas em 30 µm. O limiar de densidade de fluxo magnético mais baixo foi registrado para estruturas com seção transversal circular do que aquelas com seção transversal quadrada devido ao seu menor momento de inércia de área. As densidades de fluxo magnético limite também foram menores para estruturas de proporção de aspecto mais alta. Os limiares mais baixos foram observados para ambas as montagens de duas estruturas únicas em um par, bem como a montagem de estruturas pareadas para obter conectividade de longo alcance.

A seguir estão as demonstrações funcionais para enfatizar o amplo impacto e a expansibilidade macroscópica em superfícies microtexturizadas reconfiguráveis ​​de forma com automontagem magnética gradual. Primeiro, os pesquisadores apresentam padrões de letras visíveis/invisíveis magneticamente trocados, localizando duas áreas contrastantes na letra e na parte de fundo. Enquanto os micropilares na parte da letra são montados de forma conectiva, os micropilares na região de fundo não são montados mesmo quando a densidade do fluxo magnético aumenta até 0,6 T. A letra é claramente observada logo após o campo magnético ser aplicado devido a diferenças de contraste, que desaparece imediatamente quando o campo magnético é removido quando os pilares voltam ao estado original. Em segundo lugar, os pesquisadores também demonstraram o líquido macroscópico se espalhando em duas direções (x - e s -eixos) que são desacoplados uns dos outros. A gota de líquido é inicialmente fixada em arranjos de micropilares hidrofóbicos, mas sob um campo magnético, os pares (//x ) e conectivo (//y ) reduzem os espaçamentos interpilares, permitindo que a gota se desprenda e se espalhe.

Esse mecanismo sem precedentes de automontagem microscópica passo a passo fornecerá informações sobre a reconfiguração da forma magnética de atuadores e sistemas robóticos macios, e a demonstração macroscópica da mudança de superfície pode potencialmente beneficiar uma ampla gama de aplicações no futuro. + Explorar mais

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