Zeep heeft de fantastische eigenschap dat het moleculen bevat die zich nestelen tussen vet en viezigheid op de huid en de huid zelf. Zodra de moleculen in aanraking komen met water lossen ze op en kunnen ze worden weggespoeld.
Voor onderzoekers van de FAU uit Erlangen/Nürnberg en de Heinrich-Heine universiteit uit Düsseldorf (HHU) was dit een inspiratie om te zoeken naar een manier om olievlekken en andere vervuiling van het oppervlaktewater te verwijderen.
De onderzoekers, zo meldt de FAU in een persbericht, zijn uitgekomen bij een soort roterende microrobots van een centimeter groot en een gewicht van een gram. De robotjes hebben bovendien zeven minuscule poten. Als ze op een vibrerende plaat worden gelegd, beginnen ze te draaien, maar niet allemaal in dezelfde richting. Afhankelijk van de richting waarin de poten staan afgesteld, draaien de microrobots ofwel met de klok mee, of er tegenin.
De gelijkgezinde microbots zoeken elkaar op. Het zijn dus twee gescheiden groepen van links- en de rechtsdraaiende robotjes.
Surfen
Eenmaal in contact met water “surfen ze met grote snelheid over het oppervlak, waardoor ze hun doel, het verlagen van de oppervlaktespanning, beter kunnen bereiken”, zegt Christian Scholz, die de experimenten uitvoerde aan het instituut voor theoretische natuurkunde van de HHU.
Door de stroomspanning te verminderen op het grensvlak vermengen de robots zich weer. “Als de keten slechts uit één streng bestaat met robots die in verschillende richtingen roteren, zorgt de rotatie ervoor dat beide uiteinden van de keten elkaar ontmoeten en een cirkel vormen.”
Onder bepaalde omstandigheden ontstaan hierdoor volgens de HHU nieuwe structuren die de onderzoekers “rotelles” noemen, vernoemd naar het Latijnse woord rotelle (klein wiel). Door de microrobotketens van energie te voorzien en ze in beweging te zetten, gedragen ze zich op dezelfde manier als stoffen op het oppervlaktewater. De robots kunnen daarom worden geclassificeerd als actieve oppervlakte-actieve stoffen, die op elk moment kunnen worden uitgeschakeld door de energiebron aan of uit te zetten.
Nog veel kleiner
In de toekomst kan deze groepsvorming van de minirobots volgens de onderzoekers worden gebruikt om bijvoorbeeld een oliefilm van het water af te scheppen, net zoals zeep dat doet van de huid. Ook andere vervuiling van oppervlaktewater zou ermee kunnen worden opgelost.
Daarmee komen we wel gelijk bij de grote máár. Want om de robots in de praktijk te kunnen gebruiken, moeten ze nog veel kleiner worden. De onderzoekers denken aan microrobots van 0,0001 en 0,00001 centimeter.
De wetenschappelijke studie is gepubliceerd in Science Advances.
Andere artikelen over nanotechnologie vindt u hier.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
