Efekt „bicia serca” w płynnym metalu

Na australijskim University of Wollongong fikcja naukowa stała się nauką. Uczeni uzyskali efekt „bicia serca” w płynnym metalu. Spowodowali, że płynny metal pulsował w regularnym przewidywalnym rytmie. Osiągnięcie zostało opisane w najnowszym numerze Physical Review Letters.

Naukowcy uzyskali wspomniany efekt za pomocą elektrochemicznej stymulacji kropli ciekłego galu. Gal to miękki metal, który staje się płynny w temperaturze powyżej 29,7 stopnia Celsjusza. Osiągnięcie australijskich naukowców może znależć zastosowanie w akuatorach dla sztucznych mięśni, robotyce oraz układach scalonych.
Dzięki stworzeniu specjalnych elektrod i podaniu napięcia do kropli płynnego metalu byliśmy w stanie spowodować, że metal poruszał sie jak bijące serce, mówi profesor Xiaolin Wang, który stał na czele grupy badawczej.

Podobny efekt uzyskiwano wcześniej w płynnej rtęci, jednak pojawiał się tam przypadkowy poboczny ruch, który trudno było zlikwidować czy kontrolować. Ponadto rtęć jest wysoce toksyczna, przez co nie nadaje się do większości zastosowań.
Płynny gal nie jest toksyczny i można w nim uzyskać regularny ruch o częstotliwości od 30 do 100 impulsów na minute. Częstotliwość ta jest zależna od wpływu grawitacji i wielkości kropli.

Profesor Wang przyznaje, że inspiracją dla jego prac były częściowo systemy biologiczne a częściowo science-fiction, takie jak robot T-1000 z filmu Terminator 2. Dla mnie nic nie jest fikcją. Science-fiction to nauka, która nie została jeszcze odkryta. Gdy widzę jakieś zjawisko w filmach science-fiction, zastanawiam się, jak można by je odtworzyć w laboratorium, wyjaśnia uczony.

Nie martwcie się, nie chcę stworzyć robota z Terminatora. Jednak funkcjonalność płynnego robota może przydać się w codziennym życiu, więc chcę odkryć jak najwięcej przydatnych funkcji w płynnym metalu. Płynny robot z Terminatora 2 ma dwie interesujące cechy. Pierwsza to zmiana kształtu i możliwość powrotu do kształtu poprzedniego. Druga to możliwość przejścia ze stanu miękkiego do twardego. Przypomnijcie sobie scenę, w której wydłuża ramię i zmienia je w miecz, dodaje Wang.

Uczony przypomina, że oba stany już zostały odkryte. Grupa w Chinach i inna grupa w Stanach Zjednoczonych odkryły pierwszy z tych stanów, zmianę kształtu i powrót do kształtu pierwotnego. A moja grupa, tutaj na University of Wollongong odkryła drugie z tych zjawisk, przejście od stanu miękkiego do twardego za pomocą napięcia prądu elektrycznego.

Zdaniem uczonego przyszłością są elastyczne, miękkie roboty. A do ich zasilania może przydać się miękkie urządzenie działające jak ludzkie serce. W wielu systemach biologicznych to serce wszystko napędza. Więc metal poruszający się jak bijące serce mógłby być użyty jako pompa wymuszająca ruch płynu w kanałach, dodaje Wang.

Takie urządzenie może działać też jak oscylator. Istotnym elementem układów elektronicznych jest precyzyjna kontrola czasu. Regularnie bijące metalowe serce może taką kontrolę zapewniać.

płynny metal bicie serca robot