Миниатюрные роботы имеют большие перспективы — крошечные боты могут помочь в решении таких задач, как экологическая очистка в будущем. Но найти способ управлять этими крошечными роботизированными помощниками — проблема, потому что чистые, легкие и компактные источники топлива трудно развиваются.
Теперь команда инженеров из Восточно-Китайского педагогического университета в Шанхае, возможно, нашла решение: они разработали химический двигатель для легких роботов, которые могут скользить по поверхности водоема. Полученные результаты описаны в октябрьском исследовании, опубликованном в журнале Langmuir.
Химологический минимотор работает из-за явления, называемого эффектом Марангони, в котором описывается, что происходит, когда взаимодействуют две жидкости с сильными поверхностными натяжениями. Самым известным примером эффекта Марангони являются так называемые «ноги», которые стекают по бокам вина после того, как жидкость в чашке закручивается. Из-за этого эффект жидкости скользит рядом друг с другом, а не смешивается.
Команда из Шанхая обнаружила, что концентрированные капли раствора поливинилиденфторида и диметилформамида (PVDF / DMF) взаимодействуют таким образом, когда они помещаются в воду, вместо того, чтобы растворяться в воде, капля будет находится на поверхности и быстро вращаться.
Команда проверила новый химический двигатель двумя способами. Во-первых, они поставили крошечные легкие бумажные ракеты и бумажную золотую рыбу в чашку Петри с водой и сбросили на их хвосты некоторые PVDF / DMF. Фальшивые мини-камеры сразу же начали крутиться вокруг тарелки в широких кругах, когда капля вращалась, как пропеллер.
Ученые также пытались использовать каплю PVDF / DMF для выработки электроэнергии. Для этого они поставили четырехрукую мешалку, которая была подключена к электромагнетону сверху вращающейся капли. Когда мешалка крутилась, она генерировала электричество. Поскольку химический мотор не выделяет загрязнения, исследователи заявили, что такая технология может привести к появлению нового источника чистой энергии. Но, когда руки мешалки прорезали воду и капли, поверхностное натяжение воды уменьшилось, в результате чего «моторная» капелька PVDF / DMF рассеивалась по всей воде и медленно останавливалась.
Новое исследование было так называемым доказательством концепции, а это означало, что его главная цель состояла в том, чтобы увидеть, работает ли идея. Действительно, химические двигатели не совсем готовы к промышленному использованию, так как текущая версия может продвигать бумажную «турбину» всего на пару минут. Но ученые сказали, что они оптимистичны, что дальнейшее исследование эффекта Марангони может привести к созданию легких и энергоэффективных водных роботов, сбивающих воду.
Свежие комментарии