ربات‌هایی که با رطوبت کار می‌کنند

ربات‌های چهارپای جدید می‌خزند و دارای چنگکی هستند که در واکنش به تغییرات رطوبت باز و بسته می‌شود.

برای این که ربات‌ها به رطوبت واکنش نشان دهند، تیم علمی طی فرآیندی اکسیژن را از مولکول‌های ورقه‌های اکسید گرافن حذف کرد. در این جا نکته کلیدی، حذف مولکول‌های اکسیژن از فقط یک طرف ورقه اکسید گرافن است بنابراین زمانی که هوا مرطوب‌تر باشد طرفی که مولکول اکسیژن آن حذف نشده، آب بیشتری جذب می‌کند، منبسط می‌شود و ورقه اکسید گرافن به سمتی که فاقد اکسیژن است، خم می‌شود. زمانی که هوا خشک شود، ورق اکسید گرافن دوباره به حالت مسطح خود باز می‌گردد.

تحقیقات قبلی نشان داده بود نور قوی، شیوه‌ای کارآمد برای تحریک‌ فرآیند حذف مولکول‌های اکسیژن از ورقه‌های اکسید گرافن است بنابراین دانشمندان چینی از منبع نوری ارزان، ساده و سریع یعنی فلش دوربین استفاده کردند.

به منظور اطمینان از این موضوع که فقط مولکول‌های اکسیژن طرف فوقانی ورقه اکسید گرافن حذف می‌شوند ، لازم بود که ضخامت ورقه‌ها بیش از 5 میکرون باشد و فلش نور هم بین 20 و 30 سانتی‌متر دورتر از آن قرار داشت.

انجام این کار موجب شد ورقه‌های اکسید گرافن به تغییرات موجود در رطوبت نسبی بین 33 و 86 درصد واکنش نشان دهند و زوایای بین صفر و 85 به خود بگیرند. به منظور مجسم‌کردن این اثرات، تیم علمی ورقه‌های اکسید گرافن را به شکل‌های چهار پای با عرض حدود یک سانتی‌متر برش داد.

با ارائه و حذف رطوبت برای چند بار توسط دانشمندان، ربات‌ها توانستند فاصله 3.5 میلی‌متر را در 12 ثانیه و بدون کمک هرگونه منبع انرژی دیگری بخزند. تیم علمی با استفاده از همین قانون چنگکی برای این ربات‌ها ساخت که در واکنش به رطوبت باز و بسته می‌شود.

در آینده دانشمندان به دنبال یافتن راه‌هایی برای کنترل دقیق‌تر این سامانه‌ها هستند تا بتوانند از آنها در انجام مسئولیت‌های پیچیده استفاده کنند.

جزئیات این مطالعه در مجله Optical Materials Express منتشر شد.