Un lanceur d’hydrogel alimenté par la lumière
Schéma du mécanisme ASEF et images de caméra à grande vitesse montrant le décollage à partir d’un substrat en verre. Crédit : Matériaux naturels (2024). DOI : 10.1038/s41563-024-01955-4
Une équipe internationale d’ingénieurs en mécanique a développé ce qu’ils appellent un lanceur d’hydrogel à puissance amplifiée et à propulsion par fracture. Ils ont publié leur découverte dans la revue Matériaux naturels.
En robotique, certaines tâches nécessitent une propulsion rapide, comme sauter, éjecter des matériaux ou même les catapulter d’un endroit à un autre. Elles sont généralement réalisées en créant des robots qui pré-stockent de l’énergie et la libèrent, comme un ressort.
La plupart de ces robots utilisent de l’énergie chimique ou élastique, qui ont des limites, principalement en raison de leur faible consommation d’énergie. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé un lanceur basé sur un nouveau type de source de propulsion qui a plus d’énergie.
Les chercheurs ont remarqué qu’un plant de concombre gicleur utilise un système de déclenchement rapide de vaporisation de liquide pour projeter les graines à maturité : il accumule progressivement la pression à l’intérieur au fil du temps, puis la relâche soudainement, forçant les graines à s’envoler dans l’air. Inspirés, ils ont décidé de créer leur propre version.
Après de nombreux essais et efforts, ils ont découvert que l’incorporation d’un morceau de graphène dans un disque d’hydrogel était adaptée à la tâche. Le tir d’un laser sur le disque chauffe le graphène, qui à son tour chauffe l’eau enfermée dans l’hydrogel, la transformant en vapeur. Finalement, un point de fracture se développe et la vapeur est libérée par un point central au bas du disque. Le disque entier s’envole alors dans les airs.
Lors de leurs expériences, le disque avait un diamètre de 7 mm et une épaisseur de 3 mm. Les tests ont montré qu’il était capable de s’élancer dans les airs jusqu’à 1,93 cm. L’équipe affirme qu’il a surpassé tous les autres types de lanceurs/sauteurs.
L’équipe pense que leur lanceur pourrait servir à de nombreuses fins, notamment à l’échantillonnage de tissus profonds. Ils ont testé leur lanceur en le maintenant immobile et en laissant la vapeur jaillir du bas pour pousser des graines associées à un dispositif RFID dans le sol afin de créer un lit de semences intelligent. Ils notent également que des disques plus grands pourraient éventuellement être utilisés dans des applications d’armes balistiques.
Plus d’informations :
Xin Wang et al, Amplification de puissance induite par fracture dans un lanceur d’hydrogel, Matériaux naturels (2024). DOI : 10.1038/s41563-024-01955-4
© 2024 Réseau Science X
Citation:Un lanceur d’hydrogel alimenté par la lumière (2024, 12 août) récupéré le 12 août 2024 à partir de
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