Categoria | Scienza e Tecnologia

I robot del futuro si muoveranno grazie al vapore acqueo

Pubblicato il 26 luglio 2015 da redazione

Il processo di evaporazione costituisce di per sé un’energia finora poco sfruttata, come hanno recentemente dimostrato i ricercatori della Columbia University negli Stati Uniti.

Un team della Columbia University, guidato da Ozgur Sahin, ha infatti sviluppato una piccola macchinina che si muove sfruttando l’energia dell’evaporazione e un generatore a evaporazione che alimenta una torcia LED.

Lo studio, pubblicato su Nature Communications (il link è in calce all’articolo), descrive in dettaglio il motore che, se posto su “interfacce aria-acqua”, parte e funziona automaticamente.
In pratica è stato riprodotto un movimento lineare rotativo simile a quello del pistone, attraverso l’utilizzo di muscoli artificiali su base biologica progettati proprio per reagire ai flussi di umidità.

Con questo nuovo motore si apre la strada a generatori elettrici basati sull’acqua, che raccogliendone l’evaporazione sono in grado di alimentare sia una fonte luminosa sia una macchinina in miniatura del peso di 0,1 kg che avanza quando l’acqua in essa contenuta evapora.

 

ncomms8346-f4

macchinina a vapore
diodo
hydra

 

Questo tipo di motore potrebbe essere molto economico perché sarebbe in grado di ricavare l’energia dall’acqua che evapora continuamente dalla superficie dei laghi e degli oceani.
L’attuale ricerca si basa su un precedente lavoro che Sahin aveva svolto sul batterio Bacillus, un microrganismo comunemente presente nel suolo. In condizioni di umidità le spore assorbono l’acqua dall’aria, espandendo il proprio volume del 40%. In condizioni di siccità, il processo si inverte. Sahin ha dedotto che l’espansione e la contrazione delle spore possono agire come un muscolo, spingendo e tirando altri oggetti: “Abbiamo notato che potevamo sfruttare il movimento delle spore e convertirlo in energia elettrica.” Ed è proprio questo concetto che è stato replicato per concepire i due nuovi motori.

Per costruire il motore a pistone galleggiante, di una delle due macchine, il team di Sahin ha incollato una serie di spore su ciascun lato di un sottile nastro di plastica. Le spore sono state disposte in modo tale che quelle di un lato coprissero i vuoti tra le spore dell’altro lato. Esponendo il nastro all’aria secca le spore si ritirano e il nastro si ritrae come un elastico. Passando all’aria umida, il nastro si espande perché la contrazione si allenta. Ne risulta un muscolo artificiale alimentato dal delta di umidità. Gli scienziati li definiscono muscoli artificiali azionati a igroscopia (hydra).”
I ricercatori sperano che i motori azionati a evaporazione possano trovare applicazione nell’alimentazione di sistemi robotici, sensori, dispositivi e macchine che funzionano nell’ambiente naturale.

 

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