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Resumo O desenvolvimento de microatuadores rápidos e fortes que podem ser integrados em microdispositivos é um desafio essencial devido à falta de princípios de atuação apropriados. Um atuador de membrana alimentado pela combustão interna de hidrogênio e oxigênio em uma câmara com um volume de 3,1 nanolitros é demonstrado. A combustão em um volume tão pequeno é possível apenas para uma razão superfície-volume extremamente alta da ordem de 10⁷ m⁻¹. O combustível com essa proporção é preparado eletroquimicamente em um regime especial que produz apenas nanobolhas. Uma nuvem de nanobolhas se funde, formando uma microbolha, que explode, aumentando o volume em 500× em 10 µs. O atuador gera uma força instantânea de até 0,5 N e é capaz de mover corpos 11.000× mais massivos que ele. O tempo de resposta natural de ≈10 ms é definido pelo tempo de incubação necessário para produzir uma bolha explosiva. O dispositivo demonstra atuação cíclica confiável a uma frequência de 1 Hz, restrita pelo efeito de envelhecimento do eletrólito. Após 40.000 explosões, não é observada desgastes significativos na câmara. Devido a uma aceleração recorde e técnicas padrão de microfabricação, o atuador pode ser usado como um motor universal para vários microdispositivos, incluindo sistemas microeletromecânicos, microfluidos, microrrobótica, dispositivos vestíveis e implantáveis.
Uvarov et al. (Qua,) estudaram esta questão.