Углеродные микролодки плавают от солнечных зайчиков

Американские физики построили два микроскопических аппарата, которые плавают по поверхности воды, движимые силой солнечного света практически напрямую: в оригинальных изделиях нет ни солнечных батарей, ни электроники и даже ни одной подвижной детали.
ug1
Это исследование возглавили профессора Алекс Зеттл (Alex Zettl) и Жан Фречет (Jean M.J. Fréchet) из Калифорнийского университета. Зеттл, кстати, нам знаком по таким достижениям, как внутриклеточный наноинъектор, наноэлектромеханический осциллятор релаксации и «демонический» выпрямитель тепла. Вот и на этот раз необычные «игрушки» учёных выполнены с применением нанотехнологий.

Что интересно, оба крошечных устройства покоятся на воде за счёт сил поверхностного натяжения и приводятся в движение также за счёт этих сил.

Первый «кораблик» создан из тонкого листа прозрачного пластика, а в поперечнике он насчитывает около сантиметра. Одна сторона этого изделия покрыта целым лесом из стоящих вертикально миллиардов углеродных нанотрубок. Они способны поглотить почти весь упавший на них свет (о таком полезном свойстве нанотрубок учёные говорят давно).

Если на один край этой лодки посветить ярким светом (в опытах использовался солнечный, сконцентрированный линзой, но, утверждают исследователи, подошёл бы и лазер), этот край моментально нагреется и нагреет прилегающий к нему тонкий слой воды. А поскольку сила поверхностного натяжения падает с ростом температуры, возникает дисбаланс, толкающий плавающую пластинку вперёд. Таким образом учёные научились произвольно менять траекторию своего «кораблика», который словно следовал за солнечным зайчиком.

Второе устройство, построенное калифорнийцами, работает по тому же принципу, но отличается формой и распределением нанотрубок. Это «пропеллер» с четырьмя лопастями, также плавающий на воде за счёт поверхностного натяжения. При направлении на него солнечного света он начинает вращаться с темпом до 70 оборотов в минуту.

Зеттл поясняет, что красота разработки — в устранении промежуточных стадий преобразования энергии, как было бы, если «кораблики» передвигались бы за счёт электричества, вырабатываемого от света. При этом эффективность преобразования излучения в движущую силу высока, поскольку «силы поверхностного натяжения очень мощные», — поясняет профессор, пишет membrana.ru.

-->