Forskare har utvecklat en flytande robotfilm som kan rena havet och dricksvattnet. Den använder vatten som bränsle och tar energi från ljus.
”Vår motivation var att göra mjuka robotar hållbara och kunna anpassa sig till förändringar i miljön. Om solljus används för att generera energi är den här maskinen hållbar och kommer inte att kräva ytterligare energikällor, säger UCR-kemist Zhiwei Li. “Filmen är också återanvändbar.”
Filmen har fått namnet Neusbot efter neustones, vilket är en kategori av djur som inkluderar vattenstridare. Dessa insekter korsar ytan av långsamt rörliga sjöar och vattendrag i en pulserande rörelse. Så här kommer den här filmen att bete sig i vatten.
Andra filmer har utvecklats som kan böjas som svar på ljus, men egenskaperna hos denna är unika genom att de kan skapa mekaniska, avstämbara svängningar i vatten.
De tekniska detaljerna för denna prestation beskrivs i en ny Science Robotics papper.
”Det finns inte många metoder för att uppnå denna kontrollerbara rörelse med hjälp av ljus. Vi löste problemet med en trelagersfilm som beter sig som en ångmaskin”, förklarade Li.
Sättet som Neusbot tar kraft från ljus är detsamma som tidigare tåg fick kraft från ånga. Det mellersta lagret av filmen har porer. Innehåller vatten, järnoxid och koppar nanorods. Nanoroderna omvandlar ljusenergi till värme, förångar vatten och driver pulserande rörelse över vattenytan.
Det sista lagret av Neusbot är hydrofobt. Det betyder att även om den begravs i vattnet på grund av tryck eller stora vågor, kommer den att flyta tillbaka ovanpå. Dessutom kan filmen tolerera höga koncentrationer av salt utan att skadas. “Jag är säker på dess stabilitet i högsaltsituationer,” sa Li.
Li och UCR kemiprofessor Yadong Yin är specialiserade på att tillverka robotar av nanomaterial. Hans team drev Neusbot med solljus. Dessutom kan riktningen även styras med artificiellt ljus för att se var Neusbot simmar och städar.
För närvarande har Neusbot tre lager. Men i framtiden siktar teamet också på ett fjärde lager som kan absorbera olja eller andra kemikalier.
“Vanligtvis skickar folk båtar till platsen för ett oljeutsläpp för att rensa upp det för hand. Neusbot skulle kunna göra det här jobbet som en robotdammsugare, men på vattenytan, säger Li.
Teamet försöker också manipulera filmens svängningar för att uppnå större kontroll över dess funktion.
“Vi vill visa att dessa robotar kan göra många saker som tidigare versioner inte har uppnått,” sa han.
