A Paperfuge de Stanford transformou um brinquedo de botão com corda em uma centrífuga de 20 centavos

Em 2013, o bioengenheiro de Stanford Manu Prakash visitou clínicas remotas em Uganda e viu uma centrífuga sendo usada como calço de porta em Tororo; equipamentos quebrados eram comuns. As centrífugas separam o plasma do sangue, uma etapa no diagnóstico de malária e HIV, mas precisam de eletricidade e custam milhares de dólares. Tentativas anteriores movidas a mão, um batedor de ovos em Harvard em 2008 e um secador de salada em Rice em 2011, atingiram apenas 1.200 e 600 rpm.

A equipe de Prakash queria um salto muito maior e recorreu aos brinquedos. Os piões não giravam por tempo suficiente, e os ioiôs exigiam habilidade demais. No início de 2016, o pós-doutorando Saad Bhamla amarrou um botão em um fio, um zumbidor de sua infância na Índia, e uma câmera de alta velocidade mostrou que ele girava a 10.000 a 15.000 rpm.

A equipe então modelou o brinquedo e descobriu que o superenrolamento do fio armazena energia e acelera o disco. Ajustaram o comprimento do fio e o tamanho do disco e optaram por papel sintético impermeável, o material usado no Foldscope. O resultado, publicado na Nature Biomedical Engineering, atinge até 125.000 rpm.

Trate um antigo brinquedo giratório como um problema de física: modele o zumbidor e depois otimize-o para se tornar um instrumento de laboratório.

O movimento do zumbidor gira em um sentido, para e inverte, e o artigo diz que isso dá o mesmo resultado de separação de plasma que uma aceleração e desaceleração de laboratório.

O superenrolamento do fio armazena energia extra, o que permite ao disco atingir velocidades muito maiores.

Modelar todo o espaço de projeto do brinquedo permitiu à equipe otimizá-lo em vez de apenas copiá-lo.

O papel sintético era impermeável, resistente e já estava disponível a partir do trabalho com o Foldscope.

Quando um dispositivo de laboratório é caro ou frágil demais para o campo, procure um brinquedo barato que já faça a mesma física e otimize-o.

A WIRED relatou em janeiro de 2017 que a Paperfuge separa o plasma do sangue em 90 segundos, contra até dois minutos de uma centrífuga StatSpin MP que atinge no máximo 15.800 rpm. Ela pesa cerca de 2 gramas e custa menos de 25 centavos em materiais. Prakash e Bhamla então a testaram em Madagascar com agentes de saúde locais. Uma técnica de malária de lá disse que esperou anos por uma ferramenta assim, pois transportar centrífugas para as aldeias exigia jipes e geradores.