Ученые построили игрушечную машинку, которая движется благодаря испарению воды. Целью команды во главе с Озгуром Шахином (Ozgur Sahin) был поиск новых возобновляемым источников энергии. Они решили использовать с этой целью естественное испарение воды. «Вода хочет испариться. Она желает испариться. Если поверхность влажная, она будет высыхать. Это естественный ход событий, – говорит Шахин. – Мы лишь нашли способ превратить это в полезную работу».
В прошлом году Озгур Шахин обнаружил, что споры обычных почвенных бактерий набухают, когда поглощают воду во влажной среде, и сжимаются при выпускании воды. Изменение размера спор можно использовать для перемещения объектов. Шахин и его коллеги приклеили споры с двух сторон тонкой пластиковой ленты. Споры были расположены с зазором с таким расчетом, чтобы промежутки между спорами на одной стороне ленты соответствовали спорам на противоположной стороне. В результате лента начинала сжиматься в сухой среде и вытягиваться во влажной. Ученые назвали это изобретение искусственной мышцей на гигроскопическом приводе, или «гидрой».
Затем они собрали из десятков таких «гидр» простой поршневой двигатель. «Гидры» в данном случае помещаются в пластиковом корпусе, которые имеет небольшие створки. Под действием влаги «гидра» удлиняется и раскрывает эти створки. Затем водяные пары улетучиваются из корпуса, «гидра» снова сокращается и створки закрываются. Ученые обнаружили, что такой двигатель может генерировать достаточно электричества для работы светодиодного светильника.
Другой конструкцией стала «влажная мельница». Ее лопасти представляют собой пластиковые ленты, покрытые спорами с одной стороны. Половина лопастей находится в сухой среде, что заставляет лопасти свернуться. Другая их часть находится во влажной среде, где пластинки распрямляются. В результате колесо «мельницы» начинает вращаться. Его энергии достаточно, чтобы привести в движение маленький игрушечный автомобиль.
Результаты работы ученых описаны в журнале Nature Communications.