Espejo de ferrofluido

Se han construido telescopios con espejos de ferrofluido para obtener datos astronómicos y se han utilizado para tomar imágenes del espacio profundo; entre los sujetos de investigación se incluyen los exoplanetas . El principal desafío al que se enfrentan los astrónomos y científicos son las distorsiones de la imagen debidas a errores del frente de onda causados ​​por la atmósfera. La solución a este problema es crear espejos con formas superficiales controlables, conocidos como espejos deformables. ^{[ 6 ]} Los espejos de ferrofluido se utilizan como espejos deformables porque, cuando los ferrofluidos se exponen a un campo magnético, el líquido adopta una forma para minimizar la energía del sistema, que involucra fuerzas magnéticas, gravitacionales y de tensión superficial del líquido. ^{[ 2 ]}

Si bien los espejos de ferrofluido se utilizan ampliamente en telescopios, también podrían aplicarse en el campo de la ciencia visual. Los ojos humanos presentan numerosas imperfecciones ópticas. Los oftalmólogos examinan la retina para detectar y diagnosticar enfermedades . Los espejos de ferrofluido podrían ajustarse rápidamente para compensar las grandes distorsiones en ojos enfermos durante exámenes o tratamientos oculares. ^{[ 7 ]} Pueden generar superficies con formas complejas y, por lo tanto, pueden utilizarse para determinar la forma del cristalino . Esto permitiría medir las aberraciones de alto orden del cristalino para corregirlas mediante los procedimientos médicos adecuados. La superficie de referencia con forma magnética se utilizaría además para verificar la corrección realizada al cristalino antes, durante o después de los procedimientos. ^{[ 8 ]}

Antes de la invención de los espejos de ferrofluido, se utilizaban espejos sólidos deformables para corregir la distorsión atmosférica y mantener un enfoque constante. Los espejos sólidos deformables emplean espejos flexibles con actuadores complejos en su interior para corregir la distorsión atmosférica y mantener un enfoque constante. ^{[ 9 ]} Entre las desventajas de los espejos sólidos deformables tradicionales se incluyen su coste, fragilidad y la necesidad de alimentación continua. Las imágenes obtenidas con estos espejos presentan un patrón irregular indeseado debido a los actuadores discretos situados bajo la superficie del espejo. ^{[ 6 ]}

El mercurio se utilizó como material principal en los primeros telescopios de espejo líquido deformable debido a su alta reflectividad y baja temperatura de fusión. Sin embargo, como líquido magnético, presentaba problemas. Es difícil obtener un líquido magnético estable a base de metal, y la alta densidad del mercurio requiere una mayor fuerza de deformación y, por lo tanto, un campo magnético intenso. ^{[ 5 ]}

Las limitaciones asociadas al uso de mercurio en espejos líquidos deformables pueden resolverse mediante el uso de ferrofluidos. Los espejos de ferrofluido utilizan materiales más económicos y permiten realizar más correcciones gracias a su mayor rango de movimiento. Los ferrofluidos estables presentan una amplia gama de propiedades físicas, lo que permite su producción para satisfacer diversas necesidades de aplicación práctica. ^{[ 9 ]}