Ученi створили самозаснований, водний робот, який працює без електрики

Ученi в Департаменті енергетики Лабораторії імені Лоуренса в Берклі (Berkeley Lab) та Університеті Массачусетсу в Амгерсті розробили перший самозаснований, водний робот, який може працювати безперервно без електрики.

Дослідження було опубліковано в журналі Nature Chemistry.

“Ходіння по воді” Роботи

Ці “ходіння по воді” рідкі роботи можуть пірнати під воду, щоб отримати цінні хімічні речовини, а потім повернутися на поверхню, щоб доставити їх повторно.

Це перша технологія такого типу, яка працює безперервно без електричного входу. Вона потенційно може бути використана як автоматизована система хімічного синтезу або система доставки ліків для фармацевтичних препаратів.

Том Рассел є старшим автором дослідження, відвідувачем факультету та професором полімерної науки та інженерії Університету Массачусетсу в Амгерсті. Він очолює програму Адаптивних інтерфейсних асамблей для структуризації рідин у Відділі матеріалознавства Лабораторії Берклі.

“Ми подолали бар’єр у проектуванні рідкої роботичної системи, яка може працювати автономно, використовуючи хімію для контролю плавучості об’єкта”, – сказав Рассел.

Згідно з Расселом, ця технологія значно просунула розвиток “ліквіботів”, які є родиною роботизованих пристроїв. Раніше дослідники продемонстрували, що ці ліквіботи можуть автономно виконувати завдання лише один раз. Інші можуть виконувати завдання безперервно, але їм потрібна електрика для роботи.

“Нам не потрібно забезпечувати електричну енергію, оскільки наші ліквіботи отримують свою силу або “їжу” хімічно з навколишнього середовища”, – сказав Рассел.

Проведення Експериментів

Рассел і перший автор Ганьхуа Сє провели серію експериментів у Відділі матеріалознавства Лабораторії Берклі. Сє є колишнім постдокторантом Лабораторії Берклі та зараз професором Університету Хунань у Китаї.

Під час цих експериментів пара дізналася, що “годування” ліквіботів солі робить їх важчими або густішими, ніж рідина, яка їх оточує.

Співрозслідувачі Пол Ешбі та Бретт Гелмс у Молекулярній фабриці Лабораторії Берклі провели додаткові експерименти, які продемонстрували, як ліквіботи транспортують хімічні речовини туди й назад.

Ліквіботи мають діаметр лише 2 міліметри, і оскільки вони густіші за розчин, вони збираються в центрі розчину та заповнюються вибраними хімічними речовинами. Це призводить до реакції, яка генерує бульбашки кисню, які підіймають ліквібот на поверхню. Інша реакція відбувається, яка тягне ліквіботи до краю контейнера, де вони можуть вивантажити свій вантаж.

Цей процес повторюється знову і знову.

Ліквіботи можуть виконувати різноманітні завдання одночасно залежно від їх складу. Хоча деякі можуть виявляти різні типи газу в навколишньому середовищі, інші можуть реагувати на певні типи хімічних речовин.

Крім цих застосунків, ліквіботи також можуть забезпечити автономні, безперервні роботизовані системи, які застосовуються у відкритті ліків або синтезі ліків.

Команда тепер буде працювати над масштабуванням технології для більших систем, а також досліджувати, як зробити її працювати на твердих поверхнях.