Des chercheurs de Harvard ont créé des robots miniatures alimentés par de l’alcool, inspirés par un phénomène observé avec des Cheerios. Bien que ce projet soit encore conceptuel, il ouvre des perspectives intéressantes pour le nettoyage environnemental et les processus industriels, tout en offrant une manière ludique d’apprendre sur la tension de surface.
Les bots ont été développés par une équipe dirigée par Jackson Wilt à l’Université de Harvard. Comme rapporté par New Scientist, ils ont expérimenté avec des pucks en plastique imprimés en 3D d’environ un centimètre de large, chacun contenant une chambre à air pour la flottabilité et un réservoir de carburant miniature. Mais au lieu d’un carburant traditionnel, ils ont rempli les réservoirs avec des concentrations d’alcool variant entre 10% et 50%.
Lorsque les pucks étaient placés dans l’eau, l’alcool fuyait progressivement, déclenchant ce que l’on appelle l’effet Marangoni. Ce phénomène se produit lorsqu’un fluide ayant une tension de surface plus basse se propage rapidement sur un fluide ayant une tension de surface plus élevée. Alors que l’alcool, avec sa plus faible tension de surface, se répandait sur l’eau, il propulsait les petits robots à la surface.
C’est le même phénomène qui permet à certaines espèces de coléoptères de glisser sur la surface de l’eau. Mais au lieu d’utiliser de l’alcool, ils emploient des sécrétions spéciales qui agissent comme un tensioactif pour avancer.
Le problème avec la vodka, c’est qu’elle est plus chère par rapport à d’autres types d’alcool, comme la bière. Cependant, comme le souligne New Scientist, opter pour la boisson plus forte était un choix.
Des concentrations d’alcool plus élevées ont simplement mieux fonctionné comme source de carburant pour obtenir une propulsion supérieure, Wilt notant que la bière ne serait pas aussi efficace. En effet, certaines expériences ont vu les pucks avancer pendant jusqu’à 500 secondes à des vitesses maximales d’environ 6 cm/s.
Le savon était un autre candidat. Cependant, l’alcool était supérieur car il s’évaporait après avoir propulsé les robots, sans contaminer ni perturber la surface de l’eau requise pour l’effet Marangoni.
Après avoir maîtrisé les bases, l’équipe a créé des assemblages robotiques plus complexes en imprimant en 3D plusieurs sorties de carburant dans les pucks et en les reliant. Cela a permis aux robots de tracer des chemins courbés ou de tourner rapidement. L’utilisation de plusieurs robots a également aidé à démontrer l’« effet Cheerios » – le regroupement d’objets flottants causé par les forces d’attraction entre les méninges qu’ils créent à la surface de l’eau.
Les expériences peuvent sembler des nouveautés amusantes pour l’instant, mais les chercheurs croient que les robots pourraient avoir des applications sérieuses. Wilt suggère qu’ils pourraient potentiellement être utilisés pour disperser uniformément des substances dans des masses d’eau pour la remédiation environnementale ou certains processus industriels nécessitant une distribution chronométrée de matériaux.
Les robots pourraient également servir d’outils pédagogiques, permettant aux étudiants d’apprendre de manière pratique des concepts tels que la tension de surface.