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科學家受水黽啟發打造出或可清理海上溢油的機器人

2021-12-08 11:22  來源:cnBeta.COM  瀏覽:  

據New Atlas報道,在未來的某一天,以陽光為動力的機器人有可能能夠游過海洋溢油區,并在游動中吸收石油。現在一個微小的功能原型已經被創造出來,它的靈感來自蒸汽機和昆蟲。受水黽啟發,加州大學河濱分校的科學家們目前正在開發的"Neusbot"設備。水黽是一種利用脈動運動在水面上滑行的昆蟲。

目前,該機器人的尺寸僅為20毫米長、5毫米寬,它的身體是一個扁平、漂浮的三層薄膜的形式。頂層由透明的聚酰亞胺塑料制成,中間層是多孔水凝膠,底層是PDMS(聚二甲基硅氧烷)聚合物。

水凝膠內的氧化鐵和銅納米棒將光能轉化為熱量,使凝膠吸收的液態水汽化。由此產生的蒸汽在凝膠中形成一個氣泡,對薄膜的頂層和底層施加機械壓力和熱能。

因為聚酰亞胺(頂層)的熱膨脹系數比PDMS(底層)低,所以薄膜的反應是向上彎曲。一旦氣泡破裂,薄膜就會重新變平,但隨著下一個氣泡的形成,又會再次彎曲。因此,Neusbot能夠通過連續振蕩在水面上移動。

研究人員表示,它目前的最高速度約為每秒1.3毫米。在目前基于實驗室的設置中,光線以激光束的形式出現,機器人可以通過改變該光束的角度來實現左轉或右轉。

最終,研究人員希望更大的由陽光驅動的Neusbots可以配備第四層吸油材料。然后,它們可以被部署在石油泄漏點上,它們將自行移動,之后它們將被從水中收回。

首席科學家李志偉說:“如果用太陽光作動力,這種機器是可持續的,不需要額外的能源。這種薄膜也是可以重復使用的。”

關于這項研究的論文最近發表在《科學機器人》雜志上。

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