Immagine timelapse del dispositivo per camminare. Credito:Bart van Overbeeke.
Gli scienziati della Eindhoven University of Technology e della Kent State University hanno sviluppato un nuovo materiale che può ondulare e quindi spingersi in avanti sotto l'influenza della luce. A tal fine, bloccano una striscia di questo materiale polimerico in una cornice rettangolare. Quando è illuminato va a spasso da solo. Questo piccolo dispositivo, le dimensioni di una graffetta, è la prima macchina al mondo a convertire la luce direttamente in camminata, semplicemente utilizzando una sorgente luminosa fissa. I ricercatori pubblicano i loro risultati il 29 giugno sulla rivista scientifica Natura .
La velocità massima è equivalente a quella di un bruco, circa mezzo centimetro al secondo. I ricercatori pensano che possa essere utilizzato per trasportare piccoli oggetti in luoghi difficili da raggiungere o per mantenere pulita la superficie delle celle solari. Hanno messo granelli di sabbia sulla striscia e questi sono stati rimossi dal movimento ondulatorio. Il meccanismo è così potente che la striscia può trasportare anche un oggetto molto più grande e pesante del dispositivo stesso, salita.
Il moto del nuovo materiale è dovuto al fatto che un lato si contrae in reazione alla luce, e l'altro si allarga, facendolo gonfiare quando illuminato. Quella deformazione scompare istantaneamente una volta che la luce è scomparsa. Sebbene il materiale appaia trasparente all'occhio umano, assorbe completamente la luce viola utilizzata dai ricercatori, creando così un'ombra dietro di esso.
Il gruppo scientifico, guidato dal professor Dick Broer della Eindhoven University of Technology, riusciva a creare un movimento ondulatorio continuo, usando questo effetto di "auto-ombreggiatura". Hanno attaccato una striscia di materiale in una cornice più corta della striscia stessa, facendolo gonfiare. Poi hanno puntato una luce led concentrata su di esso, da davanti. La parte della striscia che è nella luce, inizia a gonfiarsi verso il basso, creando un 'ammaccatura' nella striscia. Come conseguenza, la parte successiva della striscia viene alla luce e inizia a deformarsi. In questo modo l'"ammaccatura" si sposta all'indietro, creando un movimento ondulatorio continuo. Questo mette in moto il dispositivo, allontanarsi dalla luce. Quando il dispositivo è capovolto, l'onda viaggia nella direzione opposta, facendolo camminare verso la luce.
Il team di ricerca è riuscito a raggiungere questo comportamento specifico del materiale utilizzando "cristalli liquidi" (familiari nei display a cristalli liquidi; lcd). Il principio si basa sull'incorporazione di una variante sensibile alla luce a risposta rapida in una rete di polimeri liquidi cristallini. Hanno ingegnerizzato un materiale in modo tale che questa risposta si traduca in una deformazione istantanea della striscia quando illuminata, e relax direttamente quando la luce è scomparsa.
La scienziata del TU Eindhoven Anne Hélène Gélébart mostra il dispositivo per camminare. Credito:Bart van Overbeeke.