Robot, który potrafi zmienić swój stan skupienia z płynnego na stały, został zaprezentowany światu. Naukowcy stworzyli go, wykorzystując cząstki magnetyczne osadzone w galu, metalu topiącym się w niskiej temperaturze. Inspiracją dla malutkiego robota było intrygujące morskie zwierzę.
Robot, wykonany z metalicznego materiału o właściwościach magnetycznych, został zaprezentowany na łamach czasopisma naukowego "Matter". Został on zaprojektowany przez naukowców z Uniwersytetu Sun Yat-Sen, Uniwersytetu Zhejiang oraz Uniwersytetu Carnegie Mellon w Pittsburghu. Jego najważniejszą umiejętnością jest możliwość szybkiego, odwracalnego przechodzenia między stanem ciekłym a stałym. Aby osiągnąć takie właściwości, zespół stworzył materiał nazwany "aktywną magnetycznie materią przejściową fazy stałej-ciekłej", a zrobił to poprzez osadzenie cząstek magnetycznych w galu, metalu o bardzo niskiej temperaturze topnienia, wynoszącej zaledwie 29,8 stopni Celsjusza.
- Cząstki magnetyczne pełnią tutaj dwie role - tłumaczy Carmel Majidi z Uniwersytetu Carnegie Mellon, współautor pracy. - Z jednej strony sprawiają, iż materiał reaguje na zmiany pola magnetycznego, co oznacza, że można indukcyjnie podgrzać materiał i spowodować zmianę fazy. Cząstki magnetyczne nadają również robotom mobilność i zdolność do poruszania się.
Na jednym z filmów robot po podgrzaniu upłynnia się i przesącza przez kraty klatki. Pod wpływem niższej temperatury powraca on następnie do swojego oryginalnego kształtu.
Robotyczny ogórek morski
Naukowcy wyjaśniają, że inspiracją do stworzenia zmiennokształtnego materiału były ogórki morskie, zwierzęta, które w samoobronie potrafią przechodzić między sztywnym, kolczastym stanem a miękkim i swobodnym. Tradycyjne roboty są twarde i sztywne, a te "miękkie", choć elastyczne, bywają trudne do kontrolowania. Jak wyjaśnia główny autor badania Chengfeng Pan z Uniwersytetu Zhejiang, nadanie robotom zdolności do przełączania się między stanem ciekłym i stałym daje im większą funkcjonalność.
Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości ich odkrycie posłuży do zastosowań biomedycznych, na przykład usuwania ciał obcych z układu pokarmowego, oraz inżynieryjnych - materiał mógłby służyć do naprawy obwodów bezprzewodowych oraz jako uniwersalna "śruba" montażowa.
- To, co pokazujemy, to jednorazowe demonstracje - tłumaczy Majidi. - Potrzeba będzie znacznie więcej badań, aby opracować sposoby wykorzystania naszych robotów do dostarczania leków lub usuwania obcych obiektów z ciała - dodaje.
Źródło: TVN24, TechXplore