Een nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Natuurfysica , heeft aangetoond dat het mogelijk is om kleine, zelfaangedreven zwemrobots uit drie eenvoudige ingrediënten.

Door oliedruppels te combineren met water dat een wasmiddelachtige substantie bevat, de wetenschappers ontdekten dat ze kunstmatige zwemmers konden produceren die zelfstandig kunnen zwemmen en zelfs energie kunnen oogsten om op te laden.

De oliedruppels gebruiken fluctuerende temperatuurveranderingen in hun omgeving om energie op te slaan en te zwemmen. Wanneer afgekoeld, de druppeltjes laten dunne 'staartachtige' draden vrij in de omgeving. De wrijving die ontstaat tussen de staarten en de omringende vloeistof, duwt de druppel waardoor ze bewegen. bij verwarming, de druppeltjes trekken dan hun staarten terug en keren terug naar hun oorspronkelijke staat, en benutten de warmte van hun omgeving om op te laden.

De onderzoekers laten zien dat de druppeltjes meerdere keren opladen en in staat zijn om tot wel 12 minuten per keer te zwemmen.

Dr. Stoyan Smoukov, Lezer in Chemical Engineering aan de Queen Mary University of London en auteur van de studie, zei:"In de biologie, onderzoek toont aan dat we meer dan 470 genen nodig hebben om zelfs de eenvoudigste kunstmatige cellen te maken. Echter, door deze internationale samenwerking, we laten zien dat we door het gebruik van een paar eenvoudige en goedkope componenten een nieuw type actieve materie kunnen creëren die van vorm kan veranderen en kan bewegen, net als een levend wezen."

"We hopen dat deze studie mensen de mogelijkheid biedt om zich bezig te houden met geavanceerde wetenschap. Aangezien de enige benodigde apparatuur een eenvoudige optische microscoop is, mensen konden deze microzwemmers maken met de meest elementaire laboratoriumopstellingen, of zelfs thuis. Met duizenden zwemmers per druppel water, het is een wereld in een druppelsituatie. En als het 7 cent per theelepel kost, er is genoeg voor iedereen."

Er bestaan ​​andere soorten kunstmatige zwemmers, maar hun bewegingen worden ofwel aangedreven door chemische reacties, die bellen creëren die de zwemmers door vloeistoffen voortstuwen, of door fysieke krachten zoals magnetische of elektrische velden. In plaats daarvan, deze nieuwe klasse zwemmers, die ongeveer zo groot zijn als een rode bloedcel, zijn in staat om spontaan te assembleren en te bewegen zonder externe krachten te gebruiken.

Omdat de zwemmers niet schadelijk zijn voor andere levende wezens, de wetenschappers hopen dat ze kunnen worden gebruikt om de basisinteracties tussen levende organismen zoals bacteriën en algen te bestuderen.

"In de natuur zien we vaak grote aantallen organismen zoals bacteriën, groeperen, maar ons begrip van hoe deze organismen met elkaar omgaan is onvolledig. Door onze eenvoudige kunstmatige zwemmers te mengen met groepen levende organismen zouden we een duidelijker beeld kunnen krijgen van hoe biologische microzwemmers met elkaar communiceren. Bijvoorbeeld, communiceren ze alleen door de fysieke daad van 'botsen' tegen elkaar, of zijn er andere chemicaliën of signalen die in de omgeving vrijkomen die essentieel zijn voor hun interactie."