Физики напечатали мини-«буйки», которые могут двигаться по воде, используя спирт

Группа физиков из Амстердамского университета разработала способ, благодаря которому напечатанные на 3D-принтере частицы могут двигаться по поверхности жидкости. Свои результаты они опубликовали в препринте arXiv.

Основой исследования стал эффект Марангони — явление, при котором жидкости с разным уровнем поверхностного натяжения взаимодействуют особым образом. Например, капля спирта на воде растекается, а не смешивается, так как поверхностное натяжение спирта ниже. Этот эффект ученые использовали для создания самодвижущихся частиц.

Частицы были напечатаны в форме «буйков» диаметром около 1 сантиметра. В полости, которую назвали «топливным баком», содержался спирт. В «буйках» сделали маленькое отверстие, чтобы спирт мог постепенно вытекать в воду. Когда это происходило, эффект Марангони заставлял спирт растекаться по поверхности, что приводило частицу в движение.

Эксперименты показали, что скорость «буйков» зависит от крепости спирта: самая высокая скорость составила около 6 см/с. Частицы могли двигаться до 500 секунд. Исследователи также провели опыты с более крупными частицами и выяснили, что несколько объектов на поверхности могут взаимодействовать. Это явление они назвали «эффектом хлопьев», по аналогии с тем, как хлопья в молоке притягиваются друг к другу.

Ученые предполагают, что такие частицы могут использоваться, например, для очистки воды или равномерного распределения химических веществ.