Door licht aangedreven zachte robots zuigen gelekte olie op

Een drijvende robotfilm, ontworpen aan UC Riverside (USA), kan worden getraind om olievlekken op zee op te zuigen of verontreinigingen uit drinkwater te verwijderen.

Aangedreven door licht en gevoed door water, zou de film voor onbepaalde tijd kunnen worden ingezet om afgelegen gebieden schoon te maken waar opladen met andere middelen moeilijk zou zijn.

"Onze motivatie was om zachte robots duurzaam te maken die zichzelf aanpassen aan veranderingen in de omgeving. Als zonlicht wordt gebruikt voor stroom, is deze machine duurzaam en heeft hij geen extra energiebronnen nodig", zegt chemicus Zhiwei Li. "De film is ook herbruikbaar."

Onderzoekers noemden de film Neusbot naar neustons, een categorie dieren waar schaatsenrijders onder vallen. Deze insecten ‘schaatsen’ over het oppervlak van meren en langzaam stromende stromen met een pulserende beweging, net zoals de Neusbot, die op elk waterlichaam kan bewegen. 

Er waren al dunnefilms die buigen als reactie op licht, maar de instelbare, mechanische oscillatie waartoe Neusbot in staat is, is nieuw. Dit type beweging is essentieel om de robot te besturen en te laten functioneren waar en wanneer u maar wilt.

Technische details van deze prestatie worden beschreven in een Science Robotics-paper.

"Er zijn niet veel methoden om deze beheersbare beweging met licht te bereiken. We hebben het probleem opgelost met een drielaagse film die zich gedraagt ​​als een stoommachine", zegt Li. De middelste laag van de film is poreus en bevat zowel water als ijzeroxide en koperen nanostaafjes. De nanostaafjes zetten lichtenergie om in warmte, waardoor het water verdampt tot stoom en Neusbot met pulserende bewegingen aandrijft.

De onderste laag van Neusbot is hydrofoob, dus zelfs als een oceaangolf de film zou overmeesteren, zou deze terug naar de oppervlakte drijven. Bovendien zijn de nanomaterialen bestand tegen hoge zoutconcentraties zonder schade.

Li is gespecialiseerd in het maken van robots van nanomaterialen. Hij controleert de richting van Neusbot door de hoek van de lichtbron te veranderen. Alleen aangedreven door de zon, zou de robot gewoon vooruit gaan. Een extra lichtbron bepaalt waar Neusbot zwemt en schoonmaakt.

De huidige versie heeft drie lagen. Het onderzoeksteam wil toekomstige versies testen met een vierde laag die olie zou kunnen absorberen, of een die andere chemicaliën absorbeert.

"Normaal gesproken sturen mensen schepen naar de plaats van een olielek om met de hand schoon te maken. Neusbot zou dit werk kunnen doen als een robotstofzuiger, maar dan op het wateroppervlak," zei Li.

Ze willen ook proberen de oscillatiemodus nauwkeuriger te regelen en hem de mogelijkheid te geven voor nog complexere bewegingen.