Enjambres magnéticos inspirados en hormigas de fuego con flotación estable para la transformación programable de formas y la multitarea cooperativa

El estudio se inspira en las hormigas de fuego Solenopsis invicta, conocidas por formar balsas colectivas que flotan en el agua gracias a su capacidad de atrapar aire en su cutícula hidrofóbica. A partir de este modelo natural, los investigadores desarrollaron microflotadores compuestos magnéticos (MCMs) que pueden mantenerse estables en la superficie del agua pese a estar fabricados con partículas de neodimio-hierro-boro (NdFeB), un material denso que normalmente se hundiría. Para lograrlo, encapsularon estas partículas con un polímero hidrofóbico (PCL) y añadieron rugosidad superficial que imita la textura repelente al agua de las hormigas.

Los MCMs no dependen de campos magnéticos paralelos, lo que era una limitación en diseños anteriores. En cambio, resisten campos magnéticos verticales de hasta 0.5 teslas sin hundirse. Esto permite controlarlos mejor y en más situaciones. Bajo campos magnéticos programables, los MCMs pueden organizarse solos, cambiar de forma y desplazarse sobre el agua sin perder cohesión, incluso cuando hay olas o perturbaciones en la superficie.

Las pruebas mostraron que estos microrobots son capaces de realizar tareas múltiples: transportar cargas hasta 70 veces su propio peso, reagruparse para limpiar derrames de petróleo controladamente y manipular gotas de agua 200 veces mayores que su propio volumen. Pueden fusionar, agitar o guiar esas gotas a través de recorridos como laberintos, lo que abre posibilidades en aplicaciones de laboratorio y manipulación de fluidos a pequeña escala.

El desarrollo combina la flotación inspirada en las hormigas de fuego con la reconfiguración magnética, creando una plataforma versátil para microrobots que actúan en la interfaz aire-agua. Esto puede aplicarse en la remediación ambiental, en sistemas de microfluidos y en nuevas formas de materia programable.