Andare con il flusso. Un nuovo design del nuotatore è una sfera che collassa e si rigonfia con i cambiamenti nella pressione applicata. Il nuotatore assume forme leggermente diverse durante le due fasi del ciclo di sgonfiaggio-rigonfiamento, che genera un flusso asimmetrico nel fluido circostante (frecce) che gli consente di avanzare. Credito:A. Djellouli/CNRS/Grenoble Alps Univ.
(Phys.org)—Un team di ricercatori dell'Université Grenoble Alpes ha sviluppato un nuovo modo per spingere un oggetto attraverso fluidi altamente viscosi. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive la loro idea e come i prototipi hanno funzionato quando sono stati testati.
I ricercatori medici hanno cercato un modo per inviare minuscoli robot attraverso il corpo per somministrare farmaci o eseguire microchirurgia, ma hanno dovuto affrontare molti ostacoli per raggiungere questo obiettivo. Un ostacolo consiste nel far funzionare un minuscolo robot in un ambiente dominato da forze viscose. A causa di ciò, i ricercatori hanno opzioni limitate per la propulsione dei robot. I microrganismi naturali aggirano il problema modificando la loro forma in direzioni diverse a seconda che siano coinvolti in un colpo propulsivo, o tornare a un modulo originale. Imitare questa attività si è dimostrato difficile in laboratorio. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo completamente nuovo per far muovere un minuscolo robot in un ambiente ad alta viscosità.
Il nuovo approccio prevede la creazione di una sorta di palloncino con una metà superiore che ha pareti più sottili rispetto alla metà inferiore. Quando il pallone è pieno d'aria, sembra uguale ad altri palloncini, come una forma prevalentemente sferica. Ma quando l'aria viene rimossa dal nuovo pallone, la metà superiore si sgonfia mentre la metà inferiore mantiene la sua forma, creando prima una configurazione appiattita e poi una fossetta. Quando il palloncino viene sgonfiato mentre è immerso in un fluido ad alta viscosità, si muove nella direzione della fossetta a causa dell'attrito tra il liquido e la superficie della fossetta. Ma poiché il palloncino riacquista la sua forma in modo diverso durante il gonfiaggio, il pallone non viene riportato nella sua posizione originale.
I ricercatori hanno costruito un prototipo di palloncino con un diametro di soli 5 cm e un piccolo tubo dell'aria. Il pallone è stato poi posto in un liquido che era 10, 000 volte più viscoso dell'acqua. Riferiscono di essere stati in grado di manovrare il pallone in avanti riempiendolo ripetutamente di aria e poi rilasciando la pressione. Suggeriscono che i modelli futuri potrebbero utilizzare gli ultrasuoni per gonfiare e sgonfiare il palloncino per spingerli all'interno del corpo.
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