Плаваючі м’які роботи могли б видалити нафту та забруднювання з води

Інженери з Університету Каліфорнії – Ріверсайд створили плаваючу, роботизовану плівку, яку можна навчити очищувати нафтові розливи на морі або видаляти забруднювання з питної води.

Нова плівка, яка працює від світла і живиться водою, може бути розгорнута необмежено довго для очищення віддалених територій. Це особливо важливо, оскільки багато цих територій не мають можливості для зарядки.

Дослідження було опубліковано в Science Robotics.

Стійкі м’які роботи

Живей Лі – хімік Університету Каліфорнії – Ріверсайд.

“Наша мотивація полягала в тому, щоб зробити м’які роботи стійкими та здатними адаптуватися до змін у середовищі. Якщо сонячне світло використовується як джерело енергії, ця машина стійка і не потребує додаткових джерел енергії”, – сказав Лі. “Плівка також повторно використовується”.

Плівка називається Neusbot, названа на честь категорії тварин, до якої належать водяні стрибуни. Комахи, такі як ці, можуть рухатися по поверхні озер і повільних потоків, використовуючи пульсаційний рух, який вчені змогли повторити з Neusbot.

Це не перша плівка, яка згинається у відповідь на світло, але попередні версії не могли генерувати регулюємий і механічний коливання, яке Neusbot може. Використовуючи цей рух, воно може функціонувати на будь-якій водній поверхні.

“Існує не багато методів для досягнення цього керованого руху за допомогою світла. Ми вирішили проблему за допомогою тришарової плівки, яка поводиться як парова машина”, – сказав Лі.

Світло як джерело енергії

Neusbot використовує подібний принцип до ранньої залізниці для живлення. Однак, замість використання пари від киплячої води для живлення руху, воно використовує світло як джерело енергії.

Середній шар плівки пористий і може утримувати воду, а також оксид заліза і нанопалички міді. Енергія світла перетворюється на тепло завдяки нанопаличкам, які випаровують воду і живлять пульсаційний рух по поверхні води.

Neurobot також імунний до океанських хвиль, які можуть його переверти, оскільки нижній шар гідрофобний. Це означає, що він завжди повернеться на поверхню. Наноматеріали також можуть витримувати високі концентрації солі без пошкодження.

“Я впевнений у їхній стабільності в умовах високої солі”, – сказав Лі.

Напрямок руху Neusbot контролюється зміною кута джерела світла. За допомогою сили сонця робот рухається вперед, а з додатковим джерелом світла Neurobot можна контролювати, щоб він плавав і очищав.

Поточна версія має три шари, і команда хоче в кінцевому підсумку протестувати четвертий шар, який міг би поглинати нафту або інші хімічні речовини.

“Зазвичай люди посилають кораблі на місце нафтової аварії, щоб вручну очистити. Neusbot міг би виконувати цю роботу, як робот-пилосос, але на поверхні води”, – сказав Лі.

Команда також хоче спробувати контролювати режим коливань робота більш точно, а також надати йому більш складний рух.

“Ми хочемо продемонструвати, що ці роботи можуть робити багато речей, яких попередні версії не досягли”, – підсумував Лі.