Robot mềm nổi có thể loại bỏ dầu và chất ô nhiễm khỏi nước

Các kỹ sư tại Đại học California – Riverside đã tạo ra một tấm phim robot nổi có thể được đào tạo để làm sạch dầu tràn tại biển hoặc loại bỏ chất ô nhiễm khỏi nước uống. 

Tấm phim mới này, được cung cấp năng lượng bởi ánh sáng và nhiên liệu bằng nước, có thể được triển khai vô thời hạn để làm sạch các khu vực xa xôi. Điều này rất quan trọng vì nhiều khu vực này không có nơi để sạc lại. 

Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Robotics Khoa học.

Robot mềm bền vững

Zhiwei Li là một nhà hóa học tại UCR. 

“Động lực của chúng tôi là tạo ra robot mềm bền vững và có thể thích nghi với sự thay đổi của môi trường. Nếu ánh sáng mặt trời được sử dụng để cung cấp năng lượng, máy này sẽ bền vững và không cần nguồn năng lượng bổ sung,” Li nói. “Tấm phim cũng có thể tái sử dụng.”

Tấm phim này được gọi là Neusbot, được đặt tên theo một loại động vật bao gồm cả những con bọ nước. Những côn trùng như vậy có thể di chuyển trên bề mặt của các hồ và dòng chảy chậm bằng cách sử dụng một chuyển động nhịp nhàng, điều mà các nhà khoa học đã có thể tái tạo với Neusbot. 

Đây không phải là tấm phim đầu tiên uốn cong khi phản ứng với ánh sáng, nhưng các phiên bản trước đó không thể tạo ra chuyển động cơ học và điều chỉnh được như Neusbot. Bằng cách sử dụng chuyển động này, nó có thể hoạt động trên bất kỳ bề mặt nước nào.

“Không có nhiều phương pháp để đạt được chuyển động có thể điều khiển được bằng ánh sáng. Chúng tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một tấm phim ba lớp hoạt động như một động cơ hơi nước,” Li nói.

Ánh sáng là nguồn năng lượng

Neusbot sử dụng một nguyên tắc tương tự như các tàu hỏa đầu tiên để cung cấp năng lượng cho nó. Tuy nhiên, thay vì sử dụng hơi nước từ nước sôi để cung cấp chuyển động, nó dựa vào ánh sáng làm nguồn năng lượng. 

Lớp giữa của tấm phim là lỗ rỗng và có thể giữ nước, cũng như oxit sắt và nanorod đồng. Năng lượng ánh sáng được chuyển đổi thành nhiệt nhờ các nanorod, làm bay hơi nước và cung cấp chuyển động nhịp nhàng trên bề mặt nước.

Neurobot cũng không bị sóng biển vượt qua do lớp dưới cùng là hydrophobic. Điều này có nghĩa là nó sẽ luôn nổi trở lại bề mặt. Các vật liệu nano cũng có thể chịu được nồng độ muối cao mà không bị hư hại. 

“Tôi tự tin về sự ổn định của chúng trong các tình huống có nồng độ muối cao,” Li nói. 

Hướng của Neusobot được kiểm soát bằng cách thay đổi góc của nguồn ánh sáng. Với sức mạnh của mặt trời, robot di chuyển về phía trước, nhưng với một nguồn ánh sáng bổ sung, Neurobot có thể được điều khiển để bơi lội và làm sạch. 

Phiên bản hiện tại của nó có ba lớp, và nhóm muốn thử nghiệm một lớp thứ tư có thể hấp thụ dầu hoặc các hóa chất khác. 

“Thông thường, mọi người gửi tàu đến hiện trường tràn dầu để làm sạch bằng tay. Neusbot có thể làm việc này như một robot hút bụi, nhưng trên bề mặt nước,” Li nói. 

Đội ngũ cũng muốn thử kiểm soát chế độ dao động của robot một cách chính xác hơn, cũng như cung cấp cho nó chuyển động phức tạp hơn.

“Chúng tôi muốn chứng minh rằng những robot này có thể làm được nhiều điều mà các phiên bản trước đó không đạt được,” Li kết luận.