美国哈佛大学的Jackson Wilt研究团队受甲虫于水面上以及Cheerios谷物在碗中聚集的现象的启发，利用表面张力相关的技术开发了微型浮动机器人。相关研究结果11月24日公布于预印本平台arXiv。
当低表面张力的液体迅速扩散到高表面张力液体表面时，会产生马拉高尼效应。小黑突眼隐翅虫利用这一效应，通过自身分泌一种名为 stenusin 的哌啶生物碱分子，从而能迅速在池塘表面移动。同样，这种效应也被用于肥皂驱动的玩具船。
为研究这一现象如何能够被工程师应用，研究团队3D打印了直径约一厘米的圆形塑料游标。每个游标内部有一个用于浮力的空气腔和微型燃油箱，后者的表面张力低于水且含有10%至50%浓度的酒精。酒精会逐渐从游标中流出，推动其在水面上移动。
研究团队选择使用酒精作为燃料，因为酒精会蒸发，而不像肥皂那样最终污染水体并破坏马拉高尼效应。研究发现，酒精浓度越高，推动效果越好。Wilt表示，“使用啤酒效果将会比较差。伏特加可能是最好的选择。如果用苦艾酒……你会得到很强的推动力。”在峰值速度下，这些机器人能以每秒6厘米的速度移动，有些实验中的游标能够持续推进长达500秒。
通过打印具有多个燃料出口的游标并将它们粘在一起，研究人员还可以开发出更大的装置，这些装置可以在水面上沿着宽广的曲线运动或原地旋转。利用多个游标，研究团队还研究了“Cheerios效应”——即谷物或其他类似的漂浮物体聚集在一起的现象，其原因在于它们在液体中形成了弯曲表面，而这些弯月面彼此吸引。
Wilt指出，这些3D打印装置可用于教育领域，能够帮助学生直观理解与表面张力相关的概念，但如果设计得更加复杂和精巧，也可以应用于环境或工业领域。例如，如果存在一种既能作为合适燃料又需要分散到环境中的物质，这些机器人可以自动将其分布开来。
“如果你有一片水域需要释放某种化学物质，并希望将其更均匀地分布，或者你需要在某个化学过程中逐渐沉积某种材料，那么这些装置都可能派上用场。”Wilt说
（杜珊妮）
相关论文信息：
https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.16011
近日，四川农业大学动物医学院猪病研究中心黄小波课题组在自然指数（Nature index）期刊Journal of Biological Chemistry发表 12月14日，美国《科学》杂志公布了2023年度十大科学突破，胰高糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂的研发以及今年发现的可缓解肥 69.3%的实验室获得性感染由程序性错误引起。大多数是操作失误或针头伤害。许多实验室失误归根到底是人为错误，这可能 想象一下，在野外调查时，从森林或公园沿着小径行走时，需要走多远才能遇到一个新物种？从生态采样的角度来看，新种就是同一 12月16日，首届多尺度材料计算模拟国际研讨会在北京召开，来自国内外100多位专家学者共同探讨材料计算领域的研究成果和 中新网伦敦1月2日电 (彭欣怡)当地1月2日，英国气象局发布数据指出，2023年是英国自1884年有气象记录以来第二热的一年，仅 。本文链接：马拉高尼效应启发新型机器人设计http://www.sushuapos.com/show-11-14735-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 古代脚印记录了两种人类祖先的共存