Гарвардские учёные создали плавающих роботов на спирту

Фото из открытых источников

Исследователи из Гарвардского университета разработали миниатюрных роботов, движущихся за счёт эффекта Марангони. Эти устройства, созданные под руководством Джексона Уилта, печатаются на 3D-принтере и имеют диаметр около одного сантиметра. Каждый робот состоит из воздушной камеры, обеспечивающей плавучесть, и небольшого резервуара, который заполняется раствором спирта концентрацией от 10 до 50%.  

Во время экспериментов учёные наблюдали, как спирт вытекает через микроскопическое отверстие — сопло, создавая разницу в поверхностном натяжении воды. Этот процесс запускает движение робота в противоположную от сопла сторону. На одной порции топлива боты могут двигаться до 500 секунд, достигая максимальной скорости 6 см/с.  

Учёные выяснили, что эффективность движения зависит от концентрации спирта: пиво оказалось слишком слабым, чтобы стать полноценным топливом. Также были проведены тесты с использованием мыла, однако спирт оказался более экологичным вариантом, поскольку он испаряется и не оставляет загрязнений.  

Чтобы усложнить конструкции, команда Гарварда создала роботов с несколькими соплами, способных двигаться по сложным траекториям или вращаться. Кроме того, групповые эксперименты показали явление, известное как "эффект хлопьев", когда несколько ботов собираются вместе благодаря силам поверхностного натяжения. Этот эффект напоминает, как хлопья в миске с молоком сближаются друг с другом на поверхности жидкости.  

Идея конструкции была навеяна формой сухих завтраков, таких как медовые кольца Cheerios. Учёные считают, что такие роботы могут быть использованы для распределения веществ в водоёмах, очистки окружающей среды или образовательных целей, помогая студентам изучать физические принципы поверхностного натяжения.