A forma como as Cheerios se unem inspirou um novo tipo de robô

O mesmo fenômeno que faz os besouros flutuarem pelos lagos e formar grupos Sua tigela de cereal pode ser usada para formar pequenos robôs flutuantes.

Um deles, o efeito Marangoni, surge quando um líquido com menor tensão superficial se espalha mais rapidamente pela superfície de um líquido com maior tensão superficial. são absorvidos por este efeito Estênio Besouros, que evoluíram para atravessar lagos secretando uma substância chamada estenusina, bem como barcos de brinquedo movidos a sabão.

Para investigar como ele pode ser usado por engenheiros, Jackson Wilt Na Universidade de Harvard e seus colegas, discos redondos de plástico impressos em 3D com cerca de um centímetro de diâmetro. Dentro de cada um havia uma câmara de ar para flutuabilidade e um pequeno tanque de combustível contendo álcool, que tem tensão superficial menor que a da água, com concentrações variando de 10 a 50 por cento. À medida que o álcool sai lentamente do disco, ele se move pela superfície da água.

A equipe utilizou o álcool como combustível porque ele evapora, ao contrário do sabão que acaba contaminando a água e destruindo o efeito Marangoni. Descobriu-se que quanto mais forte o álcool, melhores serão os resultados. “A cerveja seria muito ruim”, disse Wilt. “Vodka é provavelmente a melhor coisa que você pode usar. Absinto… você terá muita propulsão.” Na velocidade máxima, os robôs se moviam a 6 centímetros por segundo, e alguns testes mostraram discos se movendo por até 500 segundos.

Ao imprimir discos com múltiplas saídas de combustível e colá-los, os pesquisadores podem criar dispositivos maiores que traçam curvas amplas ou giram no local. O uso de vários discos permite aos pesquisadores investigar o “efeito Cheerios”, que ocorre quando cereais 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 também podem ver aplicações em processos ambientais ou industriais se forem cuidadosamente projetados para criar um comportamento mais complexo e elegante.

Por exemplo, se existe uma substância que precisa de ser espalhada num ambiente que também pode servir como combustível adequado, os robôs podem espalhá-la automaticamente. “Digamos que você tenha uma água onde precise liberar alguns produtos químicos e queira distribuí-la de maneira mais uniforme, ou tenha algum processo químico onde precise acumular material ao longo do tempo”, diz Wilt. “Acho que há alguns comportamentos realmente interessantes aqui.”