La magnetita, un óxido de hierro que se produce en la naturaleza, fue el primer material del cual se supo que tiene una carga magnética persistente. Hace 2200 años, los chinos de la etnia han lo usaron en las tablas adivinadoras; en la antigua Grecia se preguntaban por qué la magnetita atraía al hierro.
Los comerciantes árabes colocaban el material en cuencos de agua para usarlo como una manera de señalar hacia La Meca. En los tiempos modernos, los científicos han usado los imanes para leer y registrar datos en discos duros y hasta para escanear imágenes detalladas de huesos, células e incluso de átomos.
A lo largo de la historia nuestros imanes estaban hechos de materiales sólidos. Sin embargo, ¿qué pasaría si los científicos pudieran crear dispositivos magnéticos a partir de líquidos?
Un grupo de investigadores logró hacer eso, como consta en un estudio publicado este 23 de julio en la revista Science.
“Hemos creado un nuevo material que tiene todas las características de un imán común y corriente, pero podemos cambiar su forma y adaptarlo a aplicaciones diferentes, porque es líquido”, dijo Thomas Russell, un químico especializado en polímeros de la Universidad de Massachusetts, campus Amherst, y el autor principal del estudio. “Es algo muy especial”.
Mediante una impresora 3D especial, Russell y sus colegas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley inyectaron nanopartículas de óxido de hierro en gotas a escala milimétrica del tolueno, un líquido incoloro que no se disuelve en agua. El equipo también agregó a las gotitas un material parecido al jabón, y luego las suspendieron en agua.
El material similar al jabón provocó que las nanopartículas de óxido de hierro se juntaran en la superficie de las gotitas y formaran un cascarón semisólido. “Las partículas se quedaron inmóviles, como si estuvieran atoradas en el tránsito de las horas pico”, explicó Russell.
Luego, los científicos colocaron las gotas en una placa con una barra magnética giratoria, y observaron algo extraordinario: el imán sólido de esa barra provocó que los polos positivo y negativo de los imanes líquidos siguieran el campo magnético externo. Las gotitas parecían bailar en la placa al seguir su movimiento giratorio. Después, cuando quitaron el imán sólido, las gotitas permanecieron magnetizadas.
“Casi no lo podíamos creer”, comentó Russell.
En la década de 1960, científicos de la NASA descubrieron que algunos líquidos podían magnetizarse ante la presencia de un campo magnético fuerte. Sin embargo, estos líquidos, conocidos como ferrofluidos, siempre pierden su magnetismo en cuanto se quita el campo magnético externo, que es más fuerte.
En contraste, las gotitas que crearon Russell y su equipo se magnetizaron y permanecieron así, gracias al cascarón de nanopartículas que se forma dentro de la emulsión jabonosa.
Como resultado, se puede hacer que las gotitas cambien de forma con tan solo una pequeña aplicación de fuerza, como si un policía de tránsito llegara durante ese embotellamiento de hora pico y comenzara a mover los autos, mencionó Russell.
Los imanes externos también pueden guiar el movimiento de las gotas. Con este uso, los imanes líquidos podrían ser de utilidad para lograr que los fármacos lleguen a lugares específicos en el cuerpo de una persona o para crear robots “suaves” que se puedan mover, cambiar de forma o sujetar cosas.
“Esperamos que estos hallazgos permitan que algunas personas reflexionen y piensen en nuevos usos para los imanes líquidos”, señaló Russell. “Porque, hasta ahora, la gente en las ciencias de materiales ni siquiera pensaba que esto fuera posible”.