Spinto dalla luce solare naturale o artificiale, una nuova "pompa per microtubi" trasporta le gocce d'acqua su lunghe distanze. Come riportato da ricercatori cinesi nel Journal Angewandte Chemie , la pompa è costituita da un tubo le cui proprietà possono essere modificate in modo asimmetrico mediante irraggiamento. Ciò si traduce in forze capillari e un gradiente di bagnabilità nella parete interna che lavorano insieme per accelerare le gocce d'acqua a velocità eccezionali.

I moderni metodi di analisi e diagnostica molecolare generalmente funzionano con piccole quantità di fluido. La tecnologia microfluidica è stata utilizzata anche in processi sintetici in cui le reazioni avvengono in microcanali e strumenti miniaturizzati. Per trasportare con precisione volumi così piccoli da un luogo all'altro, scienziati della Tsinghua University e della Beihang University di Pechino, Cina, hanno sviluppato una "pompa per microtubi".

La pompa è costituita da un tubo in polimero con un diametro di circa 500 µm. È composto da due strati:lo strato esterno è polidimetilsilossano (PDMS), quali i ricercatori; guidato da Chun Li, Zhiping Xu, e Liangti Qu; miscelato con ossido di grafene ridotto (rGO), un nanomateriale a base di carbonio che assorbe particolarmente bene la luce solare. Questo produce calore che viene trasmesso allo strato interno della parete del tubo, che è fatto di poli(N-isopropilacrilammide) (PNIPAm), un polimero che forma un idrogel a temperatura ambiente. Le sue catene polimeriche sono annodate in una rete che si gonfia mentre assorbe l'acqua. Al di sopra di circa 32 °C, l'idrogel collassa in sfere compatte che rendono idrofoba la parete interna. Ciò provoca anche il restringimento dello strato interno, rendendo il diametro interno del tubo più grande.

Irradiando il tubo ad una sola estremità si forma un gradiente di bagnabilità nella parete interna. Inoltre, la geometria del tubo diventa asimmetrica perché il diametro interno aumenta solo all'estremità irradiata. Le forze capillari fanno sì che le goccioline d'acqua si muovano verso l'estremità di diametro inferiore, l'estremità non irradiata. La ridotta bagnabilità della parete interna all'estremità irradiata accelera ulteriormente la goccia d'acqua. La sinergia di questi due meccanismi si traduce in alte velocità, che può essere controllato modificando l'intensità dell'irraggiamento. Dopo l'irradiazione, il tubo si raffredda molto rapidamente. L'idrogel ritorna al suo stato originale, pronto per essere nuovamente irradiato.

Il materiale flessibile consente la produzione di tubi dritti o piegati lunghi metri in grado di trasportare l'acqua in modo continuo su lunghe distanze. È inoltre possibile realizzare sistemi ramificati che possono essere irradiati contemporaneamente o in sequenza in luoghi diversi. Questo, Per esempio, consente il trasporto di singole goccioline contenenti reagenti diversi in un ordine specifico e la loro combinazione e potrebbe essere utilizzato nei test diagnostici o quando le gocce d'acqua fungono da microreattori per reazioni chimiche.