لقد جاذبت الروبوتات السابحة المدفوعة بتأثير مارانغوني اهتمامًا بحثيًا كبيرًا مؤخرًا. معظم المحركات الحالية لمارانغوني تعتمد على عمليات كيميائية أو ضوء. ومع ذلك، لا يزال تحقيق سرعة تشغيل عالية وحركات قابلة للبرمجة يمثل تحديًا مستمرًا. هنا، مستلهمين من استراتيجيات الدفع متعددة الأنماط المستخدمة في سيارات السباق عالية الأداء، نقترح محركات مارانغوني المدفوعة كهربائيًا وكيميائيًا مصنوعة من مركبات الألياف الكربونية والسليلوز (CNT-CF) والبولي إيثيلين (PE). أولاً، تحت التحفيز الكهربائي، يظهر المحرك حركة سباحة ذاتية الدفع قابلة للبرمجة (حركات خطية ومنعطفات) على أسطح الماء. آلية التشغيل تعود إلى تدرج درجة الحرارة الناتج عن تسخين جول. ثانيًا، عند إذابة فيلم لاصق للعظام مدفون، يعمل المحرك في وضع مارانغوني الكيميائي البحت، مما يولد حركة سباحة ذاتية سريعة. بشكل حاسم، عند تطبيق كل من التحفيز الكهربائي والكيميائي، يدخل المحرك في وضع مدفوع مزدوج من خلال تأثير تآزري، محققًا سرعة تصل إلى 32.2 مم/ث، متجاوزًا المجموع الحسابي للسرعات الفردية المدفوعة كهربائيًا (5.4 مم/ث) وكيميائيًا (11.3 مم/ث) بأكثر من 93%. علاوة على ذلك، يمكن لنفس نظام المواد CNT-CF/PE تصنيع محركات تظهر حركات الزحف على اليابسة. أخيرًا، يتم تجميع محركين معًا لتشكيل قلاب روبوتي وظيفي، مما يوضح مرونة المنصة. يضع هذا العمل نموذج تصميم موحد للمحركات المتطورة والأجهزة البرمائية متعددة الوظائف.
درس تشين وآخرون (الجمعة) هذا السؤال.