Inspirirani kukcima poznatim kao gazivode, znanstvenici su napravili diskove od hidrogela koji se mogu sami kretati po površini vodene površine koristeći male razlike u njezinoj površinskoj napetosti.

Diskovi, napravljeni od gela koji sadrži kemikalije koje privlače i odbijaju vodu, pokrenuli su se iskorištavanjem onoga što je poznato kao Marangoni efekt.

Marangoni efekt je način na koji tekućina teče iz područja niske površinske napetosti u područja visoke površinske napetosti. Ime je dobio po talijanskom fizičaru iz 19. stoljeća Carlu Marangoniju i može se vidjeti u "nogama" ili "suzama" na čaši vina.

Kada, osoba koja pije, kovitla ili pijucka čašu vina, tanak sloj tekućine prekriva strane. U tom sloju alkohol isparava brže od vode, dajući tekućini u sloju veću površinsku napetost od one u vinu na dnu čaše. Kako se sloj povlači uz bočne strane stakla, skuplja se u kapljice koje narastu dovoljno velike da na kraju padnu natrag kao vidljive pruge.

Kako bi naučili kako gazivode koriste Marangoni efekt za pogon, istraživači pod vodstvom znanstvenika materijala Yongfenga Meija sa Sveučilišta Fudan u Šangaju prikupili su kukce iz obližnjih ribnjaka.

Kukci imaju duge noge, prekrivene sitnim dlačicama koje propuštaju vodu, koje koriste za stvaranje precizno oblikovanih udubljenja na površini vode. Različiti dijelovi udubljenja imaju različite površinske napetosti, a kukci mogu iskoristiti te razlike kako bi klizili po površini pri relativno velikim brzinama.

Istraživači su zatim upotrijebili hidrogel diskove oko 2,5 cm u promjeru kako bi oponašali kretanje gazivode. Naposljetku su dizajnirali diskove koji su se pomicali kada su najniži slojevi apsorbirali vodu i počeli tonuti, na trenutak navlažeći njihove suhe gornje strane i stvarajući gradijente površinske napetosti unutar hidrogela.

Istraživači su mogli kontrolirati kretanje diskova dodavanjem različitih kemikalija na površinu vode i 3D ispisom "robota" u različitim oblicima poput cvijeća i zvijezda.

Grupa sugerira kako bi se tehnologija jednog dana mogla koristiti u mekim robotima koji bi mogli skupljati onečišćujuće tvari na površini vode - poput nafte tijekom izlijevanja - bez potrebe za gorivom ili strujom.

Proučavanje ponašanja hidrogelnih diskova također bi moglo dovesti do boljeg razumijevanja gazivoda, koji se mogu kretati vrlo velikim brzinama po površini vode - često desecima duljine njihovog tijela u djeliću sekunde. Istraživači su svoje nalaze objavili u časopisu Science Robotics.