يمكن التحكم في روبوتات قنديل البحر الصغيرة المصنوعة من السوائل الممغنطة بالضوء

يمكن التحكم في الروبوتات على شكل قنديل البحر المصنوعة من السوائل المغناطيسية عن طريق الضوء من خلال مسار مليء بالعقبات تحت الماء. يمكن أن تكون أسراب هذه الروبوتات الناعمة مفيدة في توصيل المواد الكيميائية عبر خليط سائل أو نقل السوائل عبر مختبر على شريحة.

تتكون قطرات السوائل الممغنطة من جسيمات نانوية مغناطيسية معلقة في الزيت، ويمكنها التحرك عبر الأسطح المسطحة أو تغيير شكلها عند توجيهها في اتجاهات مختلفة بواسطة المغناطيس. ومن خلال غمر هذه القطرات في الماء وتعريضها للضوء، تمكن منجمينج صن وزملاؤه من معهد ماكس بلانك للأنظمة الذكية في ألمانيا من جعلها تتحدى الجاذبية.

عندما تمتص السوائل الممغنطة الضوء – فهي جيدة بشكل خاص في ذلك لأنها داكنة – فإنها تسخن وتتوسع أي فقاعات صغيرة بداخلها. وهذا يجعل القطرات أخف وزنًا وأكثر قدرة على الطفو عندما تكون تحت الماء، حتى تتمكن من الطفو للأعلى، كما يقول صن.

ابتكر هو وزملاؤه روبوتات طرية تحتوي على قطرة من السائل الممغنط المغطى بقشرة من الهيدروجيل على شكل قنديل البحر. ثم وضعوهم على المحك. ابتكر الباحثون مسارًا يحتوي على عوائق في قاع خزان الماء، يتضمن منصات مختلفة على ارتفاعات مختلفة. وقاموا بتوجيه الروبوتات من خلاله، مما جعلهم يتحركون لأعلى وفوق المنصات.

وفي إحدى التجارب، قاموا بترتيب ثلاثة من روبوتات قناديل البحر في خط أسفل خزان المياه واستخدموا الليزر لتسخينها. تحركت الروبوتات صعودا على التوالي، واحدا تلو الآخر. وكان لأشعة الشمس المركزة من خلال عدسة مكبرة تأثير مماثل، مما جعل قطع الهلام تطفو عموديًا.

يقول حميد مارفي من جامعة ولاية أريزونا إن التحكم في سرب كامل من القطرات في وقت واحد قد يكون مفيدًا في المستقبل حيث تقوم بتوصيل الأدوية أو أداء وظائف أخرى داخل جسم الإنسان. ويقول إن تغليفها بالهيدروجيل يسمح بحركة معقدة، لأنه يمكن استخدام الضوء لتوجيه قطيرة السوائل الممغنطة وكذلك لجعل الهيدروجيل نفسه يتحرك.

ومع ذلك، يقول مارفي إن العديد من التفاصيل، بما في ذلك سلامة تناول السوائل الممغنطة، يجب أن يتم وضعها قبل أن تصبح الاستخدامات الطبية ممكنة. ويأمل صن وزملاؤه في الإجابة على بعض هذه الأسئلة المفتوحة. على سبيل المثال، يريدون معرفة كيفية استخدام الألياف الضوئية، التي يمكن أن تدخل الجسم، بدلاً من الليزر أو ضوء الشمس لتوجيه الروبوتات.