Znajdź zawartość

Na tokijskim Waseda University pokazano żel, który... samodzielnie się porusza. Przypomina to ruch gąsienicy z gatunku miernikowcowatych. Zwierzęta te przysuwają tył ciała do głowy, wyginają się w łuk ku górze, a następnie wyprostowują się. Shingo Maeda wraz z zespołem wyprodukował żel, łącząc różne polimery, które zmieniają swój rozmiar w zależności od składu chemicznego otoczenia. Całość działa dzięki reakcji Biełousowa-Żabotyńskiego, podczas której mieszanina wielokrotnie przechodzi pomiędzy dwoma różnymi stanami - zredukowanym i utlenionym. Polimery w żelu kurczą się i rozciągają w odpowiedzi na jony rutenu bipirydyny, które tracą i zyskują elektrony w czasie wspomnianej reakcji. Obecnie żelowy "robak" porusza się po specjalnie karbowanym podłożu. Maeda pracuje jednak nad takim, który będzie w stanie przesuwać się też po gładkiej powierzchni. Badania Japończyków pokazują, że oscylacyjne reakcje chemiczne mogą zostać wykorzystane do osiągnięcia podobnych rezultatów, jakie uzyskuje się za pomocą skomplikowanych systemów elektronicznych i mechanicznych. Niewykluczone, że roboty przyszłości będą przynajmniej częściowo poruszały się właśnie dzięki reakcjom chemicznym, a nie elektronice.

Japońscy naukowcy donieśli o nowym sposobie zmiany energii chemicznej w ruch. Do przetransportowania niewielkiego kawałka papieru uczeni wykorzystali oscylacyjną reakcję chemiczną, reakcję Biełousowa-Żabotyńskiego, podczas której mieszanina wielokrotnie przechodzi pomiędzy dwoma różnymi stanami - zredukowanym i utlenionym. Tworzące się fale chemiczne są w stanie przenosić niewielkie przedmioty, a akademicy mogli kontrolować w jakim kierunku i na jaką odległość są przenoszone. Fale te tworzone są nie poprzez przepływ związków chemicznych, ale przez ich przechodzenie między stanami. Papier jest przenoszony, ponieważ utlenione płyny charakteryzują się większym napięciem powierzchniowym niż w stanie zredukowanym. Pierwsza z fal "niesie" papier, a gdy dotrze on na miejsce, wystarczy zainicjować drugą falę, która zniesie się z pierwszą i papier opadnie we wskazanym punkcie. Kenichi Yoshikawa z Kyoto University zauważa, że mamy tu do czynienia ze zmianą energii chemicznej bezpośrednio na ruch. Energię chemiczną od dawna wykorzystujemy np. w silnikach, ale zanim zostanie ona zamieniona na ruch, produkowana jest energia cieplna. Japończycy testują teraz swoje odkrycie, próbując transportować najróżniejsze przedmioty. Myślą o zastosowaniu wspomnianego mechanizmu w ukłaach scalonych zawierających mikrokanaliki do kontrolowania reakcji chemicznych. Prace naukowców mogą znaleźć zastosowanie w medycynie. Wykorzystanie energii chemicznej i przełożenie jej bezpośrednio na ruch pozwoli np. na uwalnianie z określoną częstotliwością leków z implantu. Nie będzie konieczne podłączanie go do innego źródła energii. Steve Scott z Leeds University, który specjalizuje się w reakcjach oscylacyjnych, mówi, że reakcja Biełousowa-Żabotyńskiego jest bardzo dobrze zbadana, jednak dotychczas sądzono, że obecne w niej fale chemiczne mogą przenosić tylko informacje. Scott mówi, że widzi wiele potencjalnych zastosowań dla odkrycia Japończyków. Może ono posłużyć np. do napędzania miniaturowych robotów, które wykorzystają reakcje oscylacyjne do regularnego kurczenia i rozkurczania polimerowych mięśni.