Плавающая роботизированная плёнка может устранять разливы нефти на поверхности воды

В Калифорнийском университете (University of California Riverside – UCR) в Риверсайде разработали плавающую роботизированную плёнку. Учёные говорят, что её можно обучить устранению разливов нефти в море или очистке пищевой воды от загрязнений. Эта пленка работает от света и воды. Поэтому она может использоваться неопределенный срок в удалённых районах, где невозможна подзарядка другими способами.

Плёнка была названа Neusbot в честь нейстонов. Эти насекомые быстро перемещаются по поверхности озёр и медленно движущихся рек. Учёные смогли добиться для Neusbot возможности перемещения по любой водной поверхности.

Другие исследовательские группы создавали плёнки, которые изгибались под действием света. В результате им не удавалось создать регулируемые механические колебания, которые умеет делать Neusbot. Тип передвижения этого устройства является ключом к управлению роботизированной плёнкой. С его помощью можно заставить её работать везде и всегда, когда это требуется. Полные результаты исследования можно прочитать в статье, которую исследователи опубликовали в журнале Science Robotics.

Ли говорит, что существует не так много методов добиться управляемого движения с помощью света. Они решили данную проблему с помощью использования трехслойной пленки. Она имитирует поведение парового двигателя, говорит он. Ранние поезда в движение приводил пар от кипящей воды. Такой же принцип работы заложен в Neusbot. Только здесь источником энергии является не уголь для топки котла, а солнечный свет.

Средний слой пленки является пористым и в нём удерживается вода. Кроме того, там присутствуют наностержни из меди и оксида железа. Эти стержни преобразуют энергию солнечного света в тепло. При этом испаряется вода, и обеспечиваются импульсное движение по водной поверхности.

Нижний слой плёнки Neusbot является гидрофобным. Поэтому, если волна захлестывает плёнку, она всплывает обратно на поверхность. Исследователи отмечают, что используемые наноматериалы могут выдерживать высокую концентрацию соли без повреждений. Ли выражает полную уверенность в их стабильной работе в ситуациях с высоким содержанием соли.

Ли и профессор химии в UCR Ядун Инь (Yadong Yin) уже длительное время специализируется на создании роботов из наноматериалов. Они продемонстрировали контроль за направлением движения Neusbot, изменяя угол источника света. При работе от солнца роботизированная плёнка просто двигалась бы вперёд. Если использовать дополнительный источник света, то можно осуществлять контроль за тем, где плавает, и что чистит Neusbot.

Полученная на сегодняшний день версия Neusbot включает в себя три слоя. Группа исследователей планирует протестировать будущие варианты с четвёртым слоем. Он необходим для того, чтобы впитывать масло и прочие химические вещества на поверхности воды. Как говорят ученые, обычно к месту разлива нефти направляют команду спасателей для очистки акватории вручную. Разработанная имя плёнка Neusbot может делать это автоматически.

Исследователи говорят, что требуется доработка в плане более точного контроля колебаний плёнке и добавление ей возможности совершения более сложных движений. Поэтому ученые планируют доработать то, что не получилось создать в предыдущих версиях Neusbot.