Wetenschappers hebben druppels ontworpen die als motor kunnen werken om ladingen voort te stuwen die vele malen zwaarder zijn dan de druppels zelf.
Het onderzoeksteam van het Osaka Institute of Technology in Japan leende het idee voor hun ontwerp van de Stenus-kever. Deze beweegt over het wateroppervlak door een substantie genaamd stenusin uit te scheiden. Stenusin verlaagt de oppervlaktespanning van het water achter de kever, waardoor de kever naar voren schuift. Zo’n massaverplaatsing door een gradiënt in oppervlaktespanning wordt ook wel het Marangoni-effect genoemd.
De onderzoekers bootsen de glijdende kevers na, door waterdruppels te omhullen met een laagje polypyrrole van enkele nanometers dik. Polypyrrole is een plastic dat opwarmt als het verlicht wordt. Warm polypyrrole stoot water af. De waterdruppels in hun plastic omhulsel vormen een soort met vloeistof gevulde knikkers.
Heersen zwermen killerdrones straks over het slagveld?
Een luchtruim gevuld door kunstmatig intelligente killerdrones, die autonoom bepalen wie blijft leven en wie zal sterven. Hoe waarschijnlijk is dat?
Bootjes
Het onderzoeksteam plaatste zo’n knikker in een bakje water. Vervolgens verlichtten ze de knikker met een laser. De laser warmt het plastic op, waardoor de oppervlakte spanning aan een kant van de knikker verandert. Hierdoor wordt de knikker voortgestuwd over het water, net zoals er gebeurt bij de kevers.
Vervolgens bevestigden de onderzoekers de knikkers aan kleine plastic bootjes. Een enkele druppel van 9 millimeter groot, kon een bootje van 1,4 gram aandrijven. Door twee knikkers op een bootje te plaatsen, kon het ook bochten maken.
‘Door een druppel met licht te bestralen, kan hij objecten voortstuwen met een gewicht 150 keer groter dan de massa van de druppel zelf’, zegt Syuji Fujii, een van de onderzoekers.
Het team ontdekte ook dat een knikker barstte als ze hem maar met genoeg licht beschenen. Daarbij werd de vloeistof uit de knikker werd vrijgelaten. Op die manier zouden we vloeistoffen op bepaalde locaties kunnen afleveren, zegt hij.
‘Niet alleen kunnen we stoffen transporteren door ze in de knikkers te stoppen, ook kunnen we die stoffen op een specifieke plaats vrijlaten’, zegt Fujii. ‘Ons systeem zou kunnen worden toegepast in lichtgestuurde micromechaniek en stromingsmechanica, in de detectie van verontreiniging en in systemen voor geneesmiddelafgifte.’
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: