Kredit:Unsplash/CC0 Public Domain
En ny studie, publiceras idag i Naturfysik , har visat att det är möjligt att skapa små, självdrivna simrobotar från tre enkla ingredienser.
Genom att kombinera oljedroppar med vatten som innehåller ett tvättmedelsliknande ämne, forskarna fann att de kunde producera konstgjorda simmare som kan simma självständigt och till och med skörda energi för att ladda om.
Oljedropparna använder fluktuerande temperaturförändringar i sin omgivning för att lagra energi och simma. När den svalnat, dropparna släpper ut tunna "svansliknande" trådar i miljön. Friktionen som genereras mellan svansarna och omgivande vätska, trycker på droppen och får dem att röra sig. Vid uppvärmning, dropparna drar sedan tillbaka sina svansar och återgår till sitt ursprungliga tillstånd, och utnyttja värmen från sin omgivning för att ladda om.
Forskarna visar att dropparna laddas flera gånger och kan simma i perioder på upp till 12 minuter åt gången.
Dr Stoyan Smoukov, Läsare i kemiteknik vid Queen Mary University of London och författare till studien, sa:"Inom biologi, forskning visar att för att skapa även de enklaste artificiella cellerna behöver vi över 470 gener. Dock, genom detta internationella samarbete, vi visar att vi bara genom att använda några enkla och billiga komponenter kan skapa en ny typ av aktiv materia som kan ändra form och röra sig precis som en levande varelse."
"Vi hoppas att denna studie kommer att öppna upp möjligheten för människor att engagera sig i banbrytande vetenskap. Eftersom den enda utrustning som behövs är ett enkelt optiskt mikroskop, människor kan skapa dessa mikrosimmare med de mest grundläggande laboratorieinställningarna, eller till och med hemma. Med tusentals simmare per vattendroppe, det är en värld i en droppe situation. Och när det kostar 7p per tesked, det finns mycket för alla."
Det finns andra typer av konstgjorda simmare men deras rörelser drivs antingen av kemiska reaktioner, som skapar bubblor som driver simmarna genom vätskor, eller av fysiska krafter såsom magnetiska eller elektriska fält. Istället, denna nya klass av simmare, som är ungefär lika stora som en röd blodkropp, kan spontant monteras och röra sig utan att använda yttre krafter.
Eftersom simmare inte är skadliga för andra levande varelser, forskarna hoppas att de kan användas för att studera de grundläggande interaktionerna mellan levande organismer som bakterier och alger.
"I naturen ser vi ofta ett stort antal organismer som bakterier, grupperas men vår förståelse av hur dessa organismer interagerar med varandra är ofullständig. Genom att blanda våra enkla konstgjorda simmare med grupper av levande organismer skulle vi kunna utveckla en tydligare bild av hur biologiska mikrosimmare kommunicerar med varandra. Till exempel, kommunicerar de bara på grund av den fysiska handlingen att "stöta" med varandra, eller finns det andra kemikalier eller signaler som släpps ut i miljön som är nödvändiga för deras interaktion."