Usando un pedazo de imán, Los investigadores han diseñado un sistema simple que puede controlar el movimiento de un pequeño charco de agua, incluso cuando está al revés. La nueva estrategia de manipulación de líquidos, descrito en la revista Informes celulares Ciencias físicas el 3 de junio Puede tener una amplia gama de aplicaciones, incluida la limpieza de entornos difíciles de alcanzar o la entrega de objetos pequeños.

Los intentos anteriores de controlar el movimiento de fluidos a menudo se basaban en plataformas especiales. Por ejemplo, en una superficie que tiene una sección más hidrofóbica que otra, el agua se alejará espontáneamente del área y fluirá hacia el lado más hidrófilo. Los científicos también han utilizado estímulos externos como el calor o la luz para dirigir el movimiento de los líquidos. Pero los fluidos en estos sistemas tienden a moverse a una velocidad lenta, y no pueden detenerse al azar durante el proceso. Además, estos enfoques suelen requerir materiales e instrumentos que son difíciles de obtener, por lo que en su mayoría se limitan al uso de laboratorio.

Yifan Si, primer autor del artículo y becario postdoctoral en la City University of Hong Kong, diseñó un nuevo dispositivo con su equipo que usaba una pequeña cuenta de hierro con una superficie extremadamente hidrófila. Cuando se pone en una gota de agua, la cuenta que mide aproximadamente 1 milímetro de diámetro, atraerá agua para envolverlo.

El equipo llamó Hydrobot a la cuenta envuelta en agua, y lo pusieron sobre una superficie extremadamente hidrofóbica. Usando un pedazo de imán colocado debajo de la superficie, los investigadores condujeron la perla hidrofílica, así como la gota de agua adherida a él, moverse en todas las direcciones y detenerse en cualquier momento. La cuenta podía moverse a una velocidad de hasta 2 metros por segundo sin perder el agua atascada en su superficie.

"La idea de Hydrobot se inspiró en pequeños peces que rebotaban dentro y fuera de las hojas de loto, "Si dice." Tenemos un estanque en el campus con muchas plantas de loto, y de vez en cuando veía peces atrapados en estos grandes hojas hidrofóbicas. Cuando logran escapar y saltar al estanque, el charco de agua alrededor de los peces en las hojas también será eliminado ".

Las escamas de pescado son altamente hidrofílicas y pueden adherirse firmemente al agua. especialmente en una superficie hidrofóbica. Inspirado por este fenómeno natural, Si y su equipo diseñaron Hydrobot.

Mientras que la cuenta de 1 milímetro solo podía llevar una gota, La capacidad de Hydrobot puede mejorar aumentando el área de superficie del cordón. Los investigadores experimentaron con una perla de 2 milímetros y descubrieron que podía manipular hasta 1 mililitro de agua, aproximadamente del tamaño de un pequeño charco, para seguir el movimiento del imán externo.

"Una ventaja de Hydrobot es que los materiales involucrados son fácilmente accesibles. Si una tarea requiere controlar una mayor cantidad de agua, simplemente podemos usar más cuentas para aumentar el área de superficie, "Si dice.

El equipo también probó Hydrobot boca abajo colocando la gota de agua y la cuenta debajo de la superficie y el imán en la parte superior. El imán sobre la superficie logró atraer la cuenta de hierro, y la alta fuerza de adherencia de la superficie entre la cuenta y el agua impidió que la gota cayera, a pesar de la gravedad. En el sistema invertido, Hydrobot aún podía moverse a una velocidad de 2 centímetros por segundo.

Debido a que Hydrobot se puede controlar con precisión, el equipo propone que el dispositivo se pueda utilizar para recoger polvo y limpiar superficies. Llevaron a cabo un experimento conceptual en el que el equipo roció polvo de color azul sobre una superficie extremadamente hidrófoba. Hydrobot rodó, siguiendo el movimiento del imán debajo, para recoger todos los granos de polvo. Finalmente, Hydrobot limpió la superficie sin dañarla y volvió a su punto de partida.

Hasta aquí, Hydrobot requiere una superficie de baja adherencia para funcionar, como el superhidrofóbico utilizado en los experimentos. Esto limita dónde se puede utilizar el dispositivo, pero el equipo planea explorar más a fondo otras aplicaciones del mundo real.

"Hydrobot puede ofrecer algunas ideas nuevas para el diseño de robots blandos, "Si dice". Actualmente, la mayoría de los robots blandos utilizan materiales sólidos. Aunque son flexibles, no serían tan flexibles como los líquidos. Los líquidos también tienen características que pueden ser ventajosas, incluida su capacidad para cambiar de forma y vaporizar. Con más estudios, estas características pueden hacer que Hydrobot sea aún más versátil ".