Gli scienziati creano un robot acquoso autoalimentato che funziona senza elettricità
Gli scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell’Energia e dell’Università del Massachusetts Amherst hanno sviluppato il primo robot acquoso autoalimentato che può funzionare continuamente senza elettricità.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature Chemistry .
Robot che camminano sull’acqua
Questi robot liquidi che “camminano sull’acqua” possono immergersi sott’acqua per recuperare sostanze chimiche preziose prima di riemergere per consegnarle ripetutamente.
Questa è la prima tecnologia del suo genere a funzionare continuamente senza input elettrico. Potrebbe essere potenzialmente utilizzato come sintesi chimica automatizzata o sistema di somministrazione di farmaci per i prodotti farmaceutici.
Tom Russell è l’autore senior della ricerca, uno scienziato della facoltà in visita e professore di scienza e ingegneria dei polimeri presso l’Università del Massachusetts Amherst. Dirige il programma Adaptive Interface Assemblies Towards Structuring Liquids nella divisione di scienze dei materiali del Berkeley Lab.
“Abbiamo infranto una barriera nella progettazione di un sistema robotico liquido in grado di funzionare autonomamente utilizzando la chimica per controllare la galleggiabilità di un oggetto”, ha affermato Russell.
Secondo Russell, la tecnologia aiuta a far avanzare in modo significativo i “liquibot”, che sono una famiglia di dispositivi robotici. In precedenza, i ricercatori hanno dimostrato che questi liquibot possono svolgere autonomamente un compito, ma solo una volta. Altri possono svolgere un compito in modo continuo, ma richiedono elettricità per funzionare.
“Non dobbiamo fornire energia elettrica perché i nostri liquibot ottengono la loro energia o ‘cibo’ chimicamente dai media circostanti”, ha detto Russell.
Questi robot liquidi continuano a funzionare Esecuzione degli esperimenti
Russell e il primo autore Ganhua Xie hanno condotto una serie di esperimenti nella divisione di scienze dei materiali del Berkeley Lab. Xie è un ex ricercatore post-dottorato al Berkeley Lab e attualmente professore alla Hunan University in Cina.
Attraverso questi esperimenti, la coppia ha appreso che “nutrire” il sale dei liquibot li rende più pesanti o più densi della soluzione liquida che li circonda.
I co-investigatori Paul Ashby e Brett Helms della Molecular Foundry di Berkeley Lab hanno condotto ulteriori esperimenti che hanno dimostrato come i liquibot trasportano le sostanze chimiche avanti e indietro.
I liquibot hanno un diametro di soli 2 millimetri e, poiché sono più densi della soluzione, si raggruppano al centro di essa e si riempiono di sostanze chimiche selezionate. Ciò si traduce in una reazione che genera bolle di ossigeno, che sollevano il liquibot in superficie. Ha luogo un’altra reazione che trascina i liquibot sul bordo del container, dove possono scaricare il carico.
Questo processo si ripete più e più volte.
I liquibot potrebbero completare una serie di compiti contemporaneamente a seconda della loro formulazione. Mentre alcuni potrebbero rilevare diversi tipi di gas nell’ambiente, altri potrebbero reagire a specifici tipi di sostanze chimiche.
Oltre a queste applicazioni, i liquibot potrebbero anche abilitare sistemi robotici autonomi e continui che vengono applicati nella scoperta di farmaci o nelle applicazioni di sintesi di farmaci.
Il team ora cercherà di ampliare la tecnologia per sistemi più grandi mentre esplorerà come farla funzionare su superfici solide.
