Científicos de la UGR aceleran el autoensamblaje de fluidos magnéticos con campos pulsados

Un equipo de investigadores del Laboratorio Singular en Tecnologías Avanzadas F2N2Lab de la Universidad de Granada (UGR) ha desarrollado una innovadora técnica que permite acelerar significativamente el proceso de autoensamblaje dirigido en fluidos magneto-reológicos. Estos fluidos, formados por partículas magnéticas suspendidas en un líquido, se utilizan en aplicaciones de alto impacto como amortiguadores inteligentes, dispositivos biomédicos o sistemas de remediación ambiental.

La investigación, publicada en la prestigiosa revista Physical Review E y destacada como Editors’ Suggestion, demuestra que mediante el uso de campos magnéticos pulsados de alta intensidad —conocidos como toggled fields o campos conmutados— es posible reducir de forma drástica el tiempo necesario para generar estructuras internas organizadas en estos sistemas.

El estudio combina experimentos realizados con un generador de campos magnéticos triaxial único en su tipo con simulaciones a nivel de partícula llevadas a cabo en el Centro de Supercomputación de la UGR. Gracias a esta aproximación dual, los investigadores —Guillermo Camacho y Juan de Vicente— han identificado las condiciones óptimas de frecuencia e intensidad del campo que permiten a las partículas reorganizarse eficientemente. Los resultados revelan la existencia de una frecuencia crítica en la que las partículas colapsan formando estructuras densas y cristalinas, superando así las limitaciones de los métodos convencionales, donde es habitual que el sistema quede atrapado en estados cinéticamente bloqueados.

Este avance no solo profundiza en la comprensión de los mecanismos de agregación en medios magnéticos, sino que también ofrece un control sin precedentes sobre la microestructura final del material, una capacidad clave para el diseño de metamateriales, materiales reconfigurables, actuadores, sensores y otros dispositivos de próxima generación.

Además, el trabajo explora un rango de intensidades de campo notablemente más amplio que el abordado en investigaciones previas, lo que ha permitido identificar por primera vez un nuevo régimen de ensamblaje caracterizado por leyes de escalado distintas. Este descubrimiento abre nuevas vías para modular el proceso de autoensamblaje con mayor precisión.

La investigación ha sido posible gracias al apoyo de proyectos financiados por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; así como con fondos europeos NextGenerationEU.