محققان ربات‌های مولکولی شناگری طراحی و تولید کردند که می‌تواند در محیط آبی با تامین انرژی مورد نیاز خود، شنا کنند.
طراحی ربات‌های مولکولی شناگر
همانطور که توسط فیزیکدان مشهور ریچارد فاینمن نشان داده شده است، ایجاد میکروربات‌های مولکولی که توانایی‌های موجودات زنده را تقلید می‌کنند، رویای فناوری نانو است. برای دستیابی به این هدف چند چالش وجود دارد. یکی از مهمترین آن‌ها، ایجاد خود رانش هدایت شده در آب است.
تیمی متشکل از سه دانشمند از دانشگاه هوکایدو به سرپرستی استادیار یوشیوکی کاگییاما موفق به ایجاد میکروبلوری شدند که از حرکت رفت و برگشتی خودپیوسته برای رانش استفاده می‌کند. یافته‌های این گروه تحقیقاتی در قالب مقاله‌ای با عنوان Self‐Propulsion of a Light‐Powered Microscopic Crystalline Flapper in Water در مجله Small منتشر شد.
رویای میکروربات‌ها یک رویای قدیمی است که دهه‌ها در داستان‌های علمی تخیلی به آن پرداخته می‌شود و با ظهور فناوری نانو نیز این رویا وارد فاز جدیدی شده است. یکی از جنبه‌های این ربات‌ها، خود رانش است، یعنی توانایی حرکت خود‌به‌خودی که به صورت پایدار انجام شود. دو چالش عمده برای دستیابی به این هدف وجود دارد: اولی ساخت ربات مولکولی است که بتواند متقابلاً تغییر شکل دهد و دومی تبدیل این تغییر شکل به نیروی محرکه ربات مولکولی است.
گروه کاگیاما بر اساس تحقیقات قبلی خود اولین چالش را حل کرده بود، آن‌ها ربات‌های مولکولی ساخته بودند که می‌توانستند، تغییر شکل دهند. با این حال، اجسام ریز نمی‌توانند حرکت متقابل خود را به حرکت پیش رونده تبدیل کنند. در مطالعه حاضر، دانشمندان به مرحله بعدی از فرآیند توسعه رفتند و موفق به تحقق حرکت خود رانش ربات مولکولی در یک سیستم آزمایشی شدند که در آن حرکت در دو بعد محدود بود.
این میکروربات با نور آبی کار می‌کرد که باعث ایجاد یک سری واکنش‌هایی می‌شد که منجر به چرخش باله و پیشرانه می‌شود. به‌دلیل ماهیت واکنش‌ها، حرکت پیوسته نبود، بلکه به طور متناوب رخ می داد. ماهیت تحرک تحت تأثیر مساحت باله و زاویه ارتفاع آن قرار گرفت.
سپس دانشمندان یک مدل محاسباتی برای درک متغیرهایی که بر پیشرانه در یک مخزن دو بعدی تأثیر می‌گذارند، ایجاد کردند. آن‌ها توانستند تعیین کنند که طول باله، نسبت باله و زاویه ارتفاع، متغیرهای کلیدی موثر بر جهت و سرعت پیشرانه‌ها هستند.
