Sciencemag.cz
Doporučujeme
Techniky pro řízení pohybu tekutin na površích dosud využívaly hlavně povrchů různě hydrofobních až hydrofilních. Tok kapalin lze ovládat i teplem.
Problém při některých aplikacích je v tom, že voda nebo její roztoky tečou z hydrofobního na hydrofilní povrch způsobem předem definovaným, který již průběžně nemáme moc jak měnit. Navíc je tok kapalin tímto mechanismem poměrně pomalý.
Vědci nyní přišli s extrémně hydrofilní nanočásticí v podobě kuličky s železným jádrem; Yifan Si (City University of Hong Kong) s dalšími členy výzkumného týmu ji pojmenovali hydrobot. Kolem hydrobotu se vytvoří kapka vody a když nanočásticí pohybujeme pomocí magnetu pode dnem, voda se stále pohybuje v podobě kapky. Pohyb dokážeme řídit přesně, je rychlý a voda se na hydrobotu udrží i při rychlostech asi 2 metry za sekundu. Jednou z inspirací pro výzkum prý bylo sledování rybek, které mohou vyskočit nad hladinu a uvíznout na hydrofobním listu lotosu. Když se jim z této pasti podaří uniknout a dostat se zpět do vody, vše vypadá tak, že ryba za sebou stále táhne okolní „kaluž“ vody (té, kterou měla po celou dobu navázánu ke svým hydrofilním šupinám).
Růst povrchu hydrobotu zvětšuje i množství navázané vody. Dvoumilimetrová kulička dokáže za sebou utáhnout až mililitr vody, to už je prostě loužička. Použité materiály a technologie jsou snadno dostupné a větší množství vody lze ovládat prostě více kuličkami. Navíc vše funguje i v režimu vzhůru nohama, kdy magnet drží kuličku na stropě a hydrofilní interakce překoná gravitaci. Zde se prozatím podařilo dosáhnout rychlosti 2 cm/s, při větší rychlosti se kapka od hydrobota utrhla.
Autoři výzkumu navrhli jako možné využití této technologie rychlé čištění povrchů. V pokusu nasypali na hydrofobní povrch na různá místa obarvený prach, potom kuličkou jezdili po příslušných místech a ukázali, že se všechny barevné skvrny podařilo z povrchu odstranit. (Na hydrofilním povrchu by ovšem voda namísto sběru prachu měla tendenci se od původní kuličky zase oddělit.)
Cell Reports Physical Science, Si et al.: „Bioinspired magnetically driven liquid manipulation as microrobot“ https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(21)00134-X, DOI: 10.1016/j.xcrp.2021.100439
Zdroj: Cell Press / Phys.org
