芬兰Kibron专注表面张力仪测量技术,快速精准测量动静态表面张力

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依靠表面张力及异丙醇运动的机器人水黾

来源:cnBeta 浏览 280 次 发布时间:2021-11-08

你可能认为水黾昆虫只是通过摆动它们的腿在水面上移动,但实际上它们利用的是所谓的马拉戈尼效应。科学家们现在已经在一个微小的、无声的水黾机器人中利用了这种现象。马拉戈尼效应被定义为由于表面张力的梯度而沿着两种液体之间的界面进行的质量转移。



水黾通过分泌称为脂质的不溶于水的化合物来利用它,以此来创造一种表面张力的不平衡,然后拉动它们前进。在Hassan Masoud助理教授的领导下,密歇根技术大学的一个团队建造了一个小型机器人以同样的方式工作。


该装置被放置在了一组并排的浮桥上。不过,它没有使用脂质来推进,而是通过控制异丙醇的释放来创造表面张力的不平衡。


这些液体被装在机器人的圆柱形身体里并从后面的水平旋转喷嘴中喷出。通过远程控制该喷嘴的方向,研究人员可以实时引导机器人。它的速度是通过改变酒精的流速来控制的。


在该机器人目前的化身中,它的最高速度约为每秒100毫米,每毫升异丙醇的燃料效率约为600毫米。科学家们正在努力改善这两个数字,希望该技术有朝一日能在如野生动物观察或难以进入的地点的环境监测等应用中找到用途,甚至有可能自主的机器人“群”可以共同完成此类任务。


最近在《Bioinspiration&Biomimetics》上发表的一篇论文中描述了这种机器人,在下面的视频中则可以看到它的行动。