Los dispositivos lab-on-chip utilizan tradicionalmente barreras físicas rígidas para guiar fluidos y partículas, pero estas carecen de flexibilidad. Un estudio reciente publicado en Nature Photonics (2025) [1] presenta una alternativa innovadora: barreras virtuales creadas mediante luz estructurada y conversión fototérmica y que permiten crear límites fluidos dinámicos y reconfigurables que pueden integrarse fácilmente en configuraciones existentes.

Como se puede apreciar de forma conceptual en la Figura 1, estas barreras, al igual que las físicas, pueden desviar, dividir, fusionar o atrapar partículas en tiempo real, abriendo nuevas posibilidades en áreas como la biología o la química, entre otras.

Figura 1. Representación conceptual de partículas moviéndose alrededor de una barrera física y de una barrera generada mediante calentamiento inducido por luz, que crea flujos locales de fluido (flechas negras).

Para comprender y optimizar el sistema, el equipo combinó experimentos con simulaciones en COMSOL Multiphysics®, que permitieron modelizar la transferencia de calor, los flujos generados y las trayectorias de partículas. Como se muestra en la Figura 2, los resultados coincidieron con las observaciones de laboratorio, demostrando la capacidad de la simulación para predecir y mejorar el rendimiento de estas barreras ópticas.

Este trabajo muestra cómo COMSOL Multiphysics® es una excelente herramienta para impulsar la microfluídica hacia plataformas más adaptativas y con control en tiempo real.

Figura 2. Imágenes experimentales (arriba) y resultados de simulación (abajo) de barreras inducidas por calor con trayectorias de partículas (líneas blancas). Barreras: a) Inclinada a –45°, b) Dos barreras inclinadas. c) Convergente. d) Forma de U.

Referencia

Schmidt et al. “Three-dimensional optofluidic control using reconfigurable thermal barriers”, Nature Photonics (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01731-z