Хождение по поверхности воды — это уникальная форма движения в природе, однако создание водных мягких роботов с контролируемой скоростью и направлением остаётся большой проблемой. В настоящем исследовании гидрофобная жидкокристаллическая плёнка использована в качестве основного компонента биомиметического робота, в сочетании с реактивным жидкокристаллическим эластомером (LCE) в качестве приводного рычага. Путём загрузки в LCE фото-теплового преобразователя и адсорбции камфоры на его поверхности в качестве топлива, приводящего в действие эффект Марангони, создана светоуправляемая биомиметическая микро-роботизированная система, передвигающаяся по поверхности воды. Под световым приводом рычаг LCE переключается между развернутым и сложенным состоянием, что изменяет его расстояние до поверхности жидкости, вызывая изменение адсорбции молекул топлива сублмируемого на поверхности воды. Когда приводной рычаг развёрнут и приближается к поверхности жидкости, адсорбция увеличивается, локальное поверхностное натяжение уменьшается, возникает эффект Марангони, который продвигает микроробота вперёд. Соответственно, LCE возвращается в сложенное состояние и удаляется от поверхности воды, уменьшается адсорбция топливных молекул на поверхности, градиент поверхностного натяжения ослабевает, движение останавливается, реализуется функция светового запуска и остановки. Кроме того, на основе конструкции микроробота с множественными сложенными рычагами реализовано многосвободное управляемое движение под световым воздействием с регулировкой направления и скорости. Это исследование преодолевает низкую контролируемость традиционных роботов, работающих на эффекте Марангони, в вопросах запуска, остановки и управления направлением движения, предлагая новую стратегию для проектирования беспроводных мягких роботов с пространственно-временным управлением движением в сложных водных условиях.

Биомиметический привод; жидкокристаллический эластомер; световая реакция; эффект Марангони; управляемое движение