比分直播 微型冲浪机器人教给我们关于表面张力的知识

在表面张力化学变化的推动下，微型机器人在流体中冲浪 界面引导研究人员产生新想法。

在树林里的小溪边度过一个下午，您可能会注意到水黾 ——长腿昆虫，滑过水面时会在水面上留下凹痕。或者， 将牙签的一侧浸入洗洁精中，然后将其放入一碗水中， 当牙签开始轻轻地自行移动时，给你的小学生留下深刻的印象 表面。

这两种情况都说明了表面张力和推进速度的概念。 足球比赛结果机械工程师哈桑·马苏德和博士生 Saeed Jafari Kang 应用了水黾和肥皂牙签的经验教训 加深对表面张力化学操纵的理解。

他们的车辆？微型冲浪机器人。

“在过去的几十年里，人们在制造微型 机器人，尤其是游泳机器人，”该学院的助理教授马苏德说。 机械工程-工程力学 部门。 “在能够在界面上冲浪的微型机器人上所做的工作要少得多 水和空气，我们称之为液体界面，很少有机器人能够做到这一点 推动自己。”

超越为未来卢卡斯影业为海洋行星设计的机器人的明显影响 （C-H2O？），冲浪机器人有哪些实际应用？  

“了解这些机制可以帮助我们了解细菌的定植 在一个身体里，”马苏德说。 “冲浪机器人可用于生物医学应用 用于手术。我们正在挖掘这些系统的潜力。”

寻找答案和马兰戈尼效应

在博士学习和博士后任职期间，马苏德进行了以下研究 了解合成微型机器人的流体动力学及其机制 它们在液体中移动。在帮助同事做实验时，马苏德做了 他无法解释这一观察结果。啊哈！此后不久，这一刻到来了。 

“在与一位物理学家交谈时，我突然想到我们所观察到的 然后是由于释放了改变表面张力的化学物质 并导致我们观察到的粒子运动，”马苏德说。

这些知识促使马苏德继续分析小型飞机的推进行为 机器人——尺寸只有几微米——以及马兰戈尼效应，即转移 由于界面处的表面张力梯度而产生的质量和动量 两种液体。除了作为解释 ，马兰戈尼效应帮助电路制造商干燥硅片并可应用 以有序阵列的形式生长纳米管。

对于 Masoud 来说，这种效应有助于他设计通过操纵来驱动的冲浪机器人 化学上的表面张力。这解决了我们想象中的 C-H2O 的一个核心问题：如何 如果没有发动机和螺旋桨，机器人会在水面上自行推进吗？

详细信息  最近在《物理评论流体》杂志上发表，Masoud、Jafari Kang 和 他们的合作者使用实验测量和数值模拟来证明 微型机器人冲浪者沿着较低表面张力的方向推动自己 - 与预期方向相反。

“我们发现负压是流体力的主要贡献者 冲浪者所经历的，这种吸力主要负责 反向马兰戈尼推进，”马苏德说。 “我们的发现为设计铺平了道路 微型冲浪机器人。特别是，知道推进方向 因周围边界的变化而改变，可用于设计 聪明的冲浪者能够感知周围的环境。”

即将到来的稳定性研究

虽然 Masoud 的工作重点是了解微型机器人如何进行化学操作 他们的环境创造推进力，未来的研究将归零于稳定性 这些小冲浪者。在什么条件下它们是稳定的？多个冲浪者如何 互相互动？这些相互作用可以提供对群体动态的深入了解 常见于细菌中。

“我们刚刚触及了冲浪者学习机制的皮毛 - 以及其他表面张力的操纵者 - 移动，”马苏德说。 “现在我们正在建设 了解如何控制他们的运动。”

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