Impulsado por la luz solar natural o artificial, una novedosa "bomba de microtubos" transporta gotas de agua a largas distancias. Según lo informado por investigadores chinos en el Journal Angewandte Chemie , la bomba consta de un tubo cuyas propiedades pueden modificarse asimétricamente mediante irradiación. Esto da como resultado fuerzas capilares y un gradiente de humectabilidad en la pared interior que trabajan juntos para acelerar las gotas de agua a velocidades excepcionales.

Los métodos de diagnóstico y análisis molecular modernos generalmente funcionan con pequeñas cantidades de líquido. La tecnología de microfluidos también se ha utilizado en procesos sintéticos en los que se producen reacciones en microcanales e instrumentos miniaturizados. Para transportar con precisión volúmenes tan pequeños de un lugar a otro, científicos de la Universidad de Tsinghua y la Universidad de Beihang en Beijing, Porcelana, han desarrollado una "bomba de microtubos".

La bomba consta de un tubo de polímero con un diámetro de aproximadamente 500 µm. Está compuesto por dos capas:la capa exterior es polidimetilsiloxano (PDMS), que los investigadores; dirigido por Chun Li, Zhiping Xu, y Liangti Qu; mezclado con óxido de grafeno reducido (rGO), un nanomaterial a base de carbono que absorbe la luz solar particularmente bien. Esto produce calor que se transmite a la capa interior de la pared de la manguera, que está hecho de poli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAm), un polímero que forma un hidrogel a temperatura ambiente. Sus cadenas de polímero están anudadas en una red que se hincha a medida que absorbe agua. Por encima de unos 32 ° C, el hidrogel se colapsa en esferas compactas que hacen que la pared interior sea hidrófoba. Esto también hace que la capa interna se encoja, haciendo que el diámetro interior del tubo sea más grande.

Irradiar el tubo en un solo extremo forma un gradiente de humectabilidad en la pared interior. Además, La geometría del tubo se vuelve asimétrica porque el diámetro interior solo aumenta en el extremo irradiado. Las fuerzas capilares hacen que las gotas de agua se muevan hacia el extremo de menor diámetro, el extremo que no se irradia. La disminución de la humectabilidad de la pared interior en el extremo irradiado acelera aún más la gota de agua. La sinergia de estos dos mecanismos da como resultado altas velocidades, que se puede controlar cambiando la intensidad de la irradiación. Después de la irradiación, el tubo se enfría muy rápidamente. El hidrogel vuelve a su estado original, listo para ser irradiado nuevamente.

El material flexible permite la producción de tubos rectos o doblados de metros de largo que pueden transportar agua continuamente a largas distancias. También es posible hacer sistemas ramificados que se puedan irradiar simultáneamente o en secuencia en diferentes ubicaciones. Esta, por ejemplo, permite que las gotas individuales que contienen diferentes reactivos se transporten en un orden específico y se combinen, y podrían usarse en pruebas de diagnóstico o cuando las gotas de agua sirven como microrreactores para reacciones químicas.