Um robô inspirado em Cheerios que libera álcool combustível de cor fluorescente
Jackson K. Wilt et al. O ano de 2024
Os mesmos fenômenos que fazem os besouros flutuarem nos lagos e causarem um aglomerado de Cheerios junto com a tigela de cereal você pode usar pequenos robôs flutuantes.
Um deles, o efeito Marangoni, ocorre quando um líquido com menor tensão superficial se espalha rapidamente sobre a superfície de um líquido com maior tensão superficial. Aproveita esse efeito Estênio besouros que evoluíram para atravessar lagos, secretando uma substância chamada estenusina, bem como barcos de brinquedo movidos a sabão.
Para explorar como os engenheiros poderiam usá-lo, Jackson Wilt Na Universidade de Harvard e seus colegas, imprimiram em 3D lantejoulas redondas de plástico com cerca de um centímetro de diâmetro. Ambos continham uma câmara de ar para flutuabilidade e um minúsculo tanque de combustível contendo álcool com tensão superficial mais baixa que a água em uma concentração de 10-50%. O álcool vaza gradativamente do disco, jogando-o na superfície da água.
A equipe utilizou o álcool como combustível porque ele evapora, ao contrário do sabão, que acaba contaminando a água e quebrando o efeito Marangoni. Descobriu-se que quanto mais forte o álcool, melhor será o resultado. “Cerveja seria muito ruim”, diz Wilt. “Vodka é provavelmente o melhor que você pode usar. Absinto… você teria muito impulso. Na velocidade máxima, os robôs se moviam a 6 centímetros por segundo, e alguns testes viram os discos se moverem por até 500 segundos.
Ao imprimir wafers com mais de uma saída de combustível e colá-los, os pesquisadores também conseguiram criar dispositivos maiores que seguiriam curvas largas ou girariam no lugar. O uso de múltiplas luzes também permitiu aos pesquisadores estudar o “efeito Cheerios”, que ocorre quando grãos ou outros objetos flutuantes semelhantes se aglomeram. Isso acontece porque eles formam um menisco ou superfície curva no líquido e essas superfícies são atraídas uma pela outra.
Wilt diz que os dispositivos impressos em 3D podem ser úteis na educação para ajudar os alunos a compreender intuitivamente conceitos relacionados à tensão superficial, mas eles também poderão ver aplicações em processos ambientais ou industriais se forem cuidadosamente projetados para criar um comportamento mais complexo e elegante.
Por exemplo, se houvesse uma substância que precisasse ser dispersada no meio ambiente e que também pudesse ser um combustível adequado, os robôs poderiam espalhá-la automaticamente. “Digamos que você tenha um corpo de água do qual precisa liberar um produto químico e queira distribuí-lo de maneira mais uniforme, ou que tenha um processo químico onde precise depositar o material ao longo do tempo”, diz Wilt. “Acho que há um comportamento realmente interessante aqui.”
Tópicos:
