Rodillo autónomo alimentado por luz o térmicamente de una varilla elastomérica

Los estímulos externos cuidadosamente dispuestos o la geometría diseñados con precisión son a menudo esenciales para lograr un movimiento autónomo continuo de estructuras activas sin energía autotransportada. Como consecuencia, generalmente es un gran desafío integrar aún más esas estructuras como bloques de construcción activos en un sistema con una forma compleja y múltiples funciones. En esta carta, informamos sobre un movimiento autónomo de un conjunto sorprendentemente simple: una varilla elastomérica cilíndrica sobre una superficie caliente plana o bajo una iluminación homogénea de luz visible. Además, mostramos que la varilla puede rodar continuamente sin ninguna señal de pausa después de 6 horas, si se coloca un obstáculo frente a ella. Demostramos que dicho rodillo autónomo no intuitivo resulta de una combinación de gran actuación térmica del elastómero y transferencia de calor entre la varilla y su entorno. Las predicciones cuantitativas de la velocidad de rodadura del modelo termomecánico desarrollado concuerdan razonablemente bien con las mediciones experimentales. Usando las varillas de rodadura autónoma como bloques de construcción principales, además diseñamos y fabricamos un vehículo alimentado por luz y un transportador térmicamente alimentado para transporte masivo en entornos tanto de aire como de agua.