Microbarco navega sem motores e sem baterias

<a href="http://www.semrumo.com.br">Moisés de Freitas</a> - 27/05/2008

[Imagem: Luo et. al.]

Da mesma forma que um barco comum pode ser utilizado para transportar cargas de um lugar para outro, microbarcos poderão carregar reagentes no interior de sistemas microfluídicos e servirão para mover sensores ao longo de amostras de líquido para detectar a presença de compostos tóxicos.

Microbarco sem motor

Com este propósito em mente, o professor Cheng Luo, da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, desenvolveu um microbarco que se movimenta em alta velocidade sem precisar de motores, hélices ou qualquer outro aparato mecânico ou elétrico.

Ao invés de complexos sistemas microeletromecânicos, o microbarco navega tirando proveito unicamente da tensão superficial do líquido onde ele se move. A tensão superficial é responsável não apenas pela flutuação do barco, mas também pela sua propulsão.

Barcos de brinquedo

O truque empregado pela equipe do Dr. Luo não é nenhuma descoberta maravilhosa - na verdade, a técnica é empregada em vários experimentos para demonstração em feiras de ciências e até em brinquedos comerciais.

Embora responda pelo pomposo nome de Efeito Marangoni, a técnica consiste em despejar da traseira do barco um líquido que tenha uma tensão superficial menor do que a tensão superficial da água. A diferença na tensão causa um empuxo que empurra o barco para a frente.

Tensão superficial

Ao invés de óleo ou sabão, como utilizado em barcos de brinquedo, o Dr. Luo optou pelo álcool isopropílico por duas razões: a primeira é que ele tem uma tensão superficial muito inferior à da água (22,8 mN m^-1 para o álcool e 72,8 mN m^-1, a 20º C).

A segunda razão é que o álcool isopropílico causa menos contaminação nas aplicações microfluídicas do que o óleo ou o sabão.

Litografia

Embora o princípio seja extremamente simples, o grande feito dos pesquisadores foi aprimorar a técnica de fabricação do microbarco, que empregou métodos de litografia, semelhantes aos utilizados na fabricação de chips de computador.

O microbarco foi construído com duas camadas de polímero SU-8, que possui uma densidade que o permite flutuar nos dois tipos de líquido. Na primeira camada é escavado o tanque de combustível e o bocal de saída, através do qual o combustível vaza e impulsiona o microbarco. A segunda camada sela o tanque e o bocal.

Minissubmarinos

A seguir, foi só encher o tanque de combustível do microbarco com álcool isopropílico e vê-lo zunir sobre a água a impressionantes 30 centímetros por segundo.

O microbarco tem uma massa de 19,5 microgramas (mg) e o seu reservatório consegue levar apenas 0,78 mg de combustível, numa demonstração de que o conceito poderá ser utilizado em outros tipos de microembarcações, inclusive de minissubmarinos.

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