Гарвардские учёные создали роботов, работающих на спирте

Исследователи из Гарвардского университета предложили инновационных роботов, которые используют водные технологии, основанные на спирте. Это стало возможным благодаря применению эффекта Марангони, что позволило создать уникальные устройства, изготовленные с помощью 3D-печати.

Команда под руководством Джексона Уилта разработала миниатюрных роботов, способных перемещаться по поверхности воды, используя спирт в качестве топлива. Диаметр каждого бота составляет около одного сантиметра, и их конструкция включает воздушную камеру для обеспечения плавучести, а также топливный бак. Вместо традиционного топлива бак заполняется спиртом с концентрацией от 10 до 50 процентов.

Попадая на воду, спирт медленно выходит через небольшие отверстия, что приводит в движение роботов. Этот процесс объясняется эффектом Марангони, при котором жидкость с более низким поверхностным натяжением распространяется по жидкости с более высоким натяжением, создавая тягу. Роботы могут двигаться в течение 500 секунд, развивая скорость до 6 сантиметров в секунду.

Учёные подчеркнули, что скорость движения роботов зависит от концентрации спирта. Пиво оказалось неэффективным в таких экспериментах, поэтому исследователи предпочли спирт, который испаряется без загрязнения воды. Были также проведены тесты с использованием мыла и других веществ.

С течением времени учёные создали более сложные модели роботов с несколькими соплами, которые могли двигаться сложными траекториями или вращаться. Комбинированное применение нескольких таких роботов продемонстрировало так называемый «эффект хлопьев», когда объекты собираются вместе на поверхности воды из-за воздействия менисков.

Авторы экспериментов полагают, что эти разработки могут быть полезны для распределения различных веществ по водным объектам, например, в задачах восстановления экосистем. Кроме того, подобные роботы могут служить образовательным инструментом для изучения законов поверхностного натяжения.

Феномен, задействованный в этих роботах, во многом напоминает принципы передвижения определённых насекомых, которые скользят по воде благодаря своим собственным поверхностно-активным веществам.