La materia levita grazie al suono

Manovrare e trasportare la materia senza toccarla utilizzando il suono. Da oggi è possibile, stando allo studio di un gruppo di ricercatori del Politecnico Federale di Zurigo che, servendosi di un particolare campo di levitazione acustica, hanno sviluppato un nuovo metodo per tenere in sospensione la materia senza necessità di un contatto fisico. Lo studio è stato pubblicato su Pnas.

In generale, la levitazione permette di far “volare” la materia e trova applicazione in vari settori scientifici, come ad esempio l’elaborazione dei materiali e la biochimica. Per farlo, fino ad ora vengono utilizzati principi elettrostatici, magnetici o ottici che riescano a contrastare la gravità e che si applicano a particelle su scala microscopica e/o a materiali con particolari proprietà fisiche. Oggi, invece, i ricercatori sono andati oltre: “Nella levitazione acustica, le onde sonore tra una superficie emittente ed una superficie riflettente generano un campo acustico”, spiega Daniele Foresti del Politecnico Federale di Zurigo, coautore dello studio. “Tale campo può annullare la gravità ed intrappolare piccole quantità di materia, simili a goccioline, in regioni dello spazio immobili e relativamente stabili, conosciute in fisica come nodi”. Il processo è visibile in un video girato dagli stessi ricercatori.

In pratica, tramite questo campo, che può essere modulato sia nel tempo che nello spazio, è possibile far levitare, ruotare e trasportare in aria oggetti di forma variabile, da quella quasi sferica delle goccioline d’acqua a quella molto allungata di uno stuzzicadenti della lunghezza di qualche centimetro. La validità del metodo utilizzato, che non dipende da speciali proprietà del materiale (magnetiche, ottiche o elettriche), è dimostrata da un ampio spettro di esperimenti, tra cui la transfezione del Dna, cioè il processo di introduzione di materiale genetico all’interno di cellule di diversi organismi.

Il sistema apre la strada a nuovi tipi di trattamenti, come il mescolamento e la coalescenza di goccioline – il fenomeno per il quale due gocce piccole si uniscono formandone una più grande – senza contatto fisico, l’incapsulamento solido-liquido e la transfezione del Dna, come sottolineano i ricercatori. Tra le manipolazioni possibili, ci sono anche quelle di campioni pericolosi, chimici o radioattivi.

Riferimenti: Pnas doi:10.1073/pnas.1301860110

Credits immagine: Politecnico Federale di Zurigo

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