Entornos Magnéticos Dinámicos Programables (PDMEs): ingeniería de paisajes magnetodinámicos mediante arquitecturas magnéticas multicapa

Abstract

Los campos magnéticos se utilizan ampliamente como estímulos externos para la manipulación, transporte, alineación y confinamiento de materia. Sin embargo, las plataformas magnéticas convencionales suelen estar diseñadas para aplicar campos con características predefinidas, ofreciendo un control limitado sobre la organización espacial y temporal del entorno magnético. En este trabajo presentamos una plataforma modular, a la que denominamos Entornos Magnéticos Dinámicos Programables (PDMEs), orientada al diseño de paisajes magnetodinámicos mediante la combinación de fuentes magnéticas rotatorias intercambiables y capas estáticas de materiales magnéticos duros y blandos. Se desarrollaron tres configuraciones de fuente rotatoria: un arreglo atractivo de seis imanes, un arreglo repulsivo de seis imanes y un arreglo espiral de doce esferas magnéticas. Cada fuente puede utilizarse de manera independiente o combinarse con capas superiores de elementos magnéticos duros o blandos, generando una biblioteca de nueve arquitecturas PDMEs. El análisis computacional mostró que la geometría, la distribución de polaridades y la composición de las capas permiten modificar la distribución espacial del campo, su heterogeneidad y la estructura de los gradientes magnéticos, generando entornos que evolucionan dinámicamente durante la rotación. La respuesta de la plataforma se complementó con visualizaciones experimentales mediante materiales magnéticamente responsivos, observándose patrones de acumulación y reorganización espacial consistentes con la generación de entornos magnéticos heterogéneos y dinámicos. En conjunto, los PDMEs proponen una transición desde la aplicación convencional de campos magnéticos hacia el diseño de entornos magnetodinámicos programables, estableciendo una plataforma versátil para futuras investigaciones en manipulación de materia, sistemas coloidales, materia blanda, materiales adaptativos e interfaces biológicas.

Keywords: Entornos magnéticos dinámicos programables (PDMEs); Campos magnéticos rotatorios; Paisajes magnetodinámicos