Разработка устройств для передвижения по поверхности водоемов имеет огромный потенциал для широкого применения в мониторинге качества воды и поисково-спасательных операциях. В качестве перспективного решения быстро набирают популярность устройства на основе тонких пленок. Их минимальная толщина и высокая механическая гибкость обеспечивают отличную совместимость с жидкостями, что делает их идеальными для мягких роботов, передвигающихся по поверхности воды.
Однако, несмотря на значительные успехи в разработке подобных материалов, по-прежнему существуют проблемы с их переносом с твердых подложек, на которых они обычно изготавливаются, на поверхность жидкости без повреждений.
Специалисты из Школы инженерных и прикладных наук университета Вирджинии (США) нашли решение проблемы. Они создали экономичный способ создания полимерных мягких тонких пленок непосредственно на поверхности жидкого раствора с помощью лазера, назвав его HydroSpread.
Новаторская методика, представленная в журнале Science Advances, заключается в том, что на поверхность воды наливают жидкий полимерный состав и дают ему равномерно растечься. Затем на образовавшейся ультратонкой пленке при помощи лазера формируют подвижные элементы, которые называют «плавники». Они имеют многослойную структуру, позволяющую изменять форму под воздействием тепла, обеспечивая необходимую мобильность роботу.
Таким образом, новый метод устраняет необходимость сложных этапов транспортировки пленки, значительно упрощая создание мобильных устройств непосредственно в водной среде.
Разработчики успешно испытали новый механизм, создав два устройства — HydroFlexor и HydroBuckler. Первый движется по поверхности воды подобно пловцу, а второй имитирует походку водных насекомых.
Что примечательно, HydroSpread совместим с широким спектром полимерных и композитных чернил и жидких подложек для создания различных геометрических форм, необходимых для работы мягких устройств. Сочетание метода с существующими технологиями трансферной печати позволит создавать ультратонкие устойчивые пленки не только для робототехники, но для носимых медицинских устройств и электроники следующего поколения.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые научили робота-птицу самостоятельно взлетать и парить.
