Kemijska navigacija pokazuje put

Reakcija lužine i kiseline u labirintu pokazuje najkraći put čak i brže nego putem GPS-a

Najkraći put do pizzerije u Budimpešti? Obojeni luž pokazuje ga brzinom munje. © Empa
čitati naglas

Obojeni luž pokazuje put: Umjesto GPS-a i sat nav-a, ubuduće bi se mogao koristiti i alat za planiranje kemijskih ruta. Kako to funkcionira, sada je pokazao istraživački tim. Obojena liza traži u labirintu karte najkraći put do cilja označenog kiselinom. To je čak brže od konvencionalnog Navisa i također pokazuje paralelne staze. Planer kemijskih ruta mogao bi stoga biti koristan u budućnosti u planiranju prometa i logistike.

Da biste pronašli pravi način, ne trebaju vam uvijek GPS, karta ili kompas. Ono što današnjim navigacijskim računalima zahtijeva ogromnu računalnu snagu može se postići i iskorištavanjem zakona fizikalne kemije i primjenom takozvanog kemijskog računanja. Kohta Suzuno sa sveučilišta Meiji u Tokiju i njegove kolege to su sada pokazali u eksperimentu.

Trik djeluje na sljedeći način: Na izlazu iz labirinta napunjenog alkalnom tekućinom - tj. Na odredištu - nanosi se gel s dodatkom kiseline. U kratkom vremenu kiselina se distribuira u još alkalnom labirintu, ali većina ostaje s gelom na izlazu. Ako sada prođete na drugi kraj labirinta, na ulazu, lužnjak opremljen bojama, to automatski traži put do izlaza - mjesta s najvećom kiselinom.

Lye traži sam najkraći put

Čitava stvar temelji se na takozvanom Marangonijevom efektu. To se događa kada kiselina raspoređena u labirintu reagira s novo dodanom obojenom tekućinom. Tekućina se odbija smjesom alkalne tekućine i kiseline u labirintu i gura na izvor kiseline na izlazu. Pri tome ostavlja jasan trag svojim bojanjem.

Do sada su labirinti karata za kemijsku navigaciju mali samo nekoliko centimetara, ali istraživači već rade na većim. © Empa

Odlučujuća prednost: Obojeni luž prvenstveno odabire najkraći put. No uzimaju se i alternativni putevi - samo s puno manjom vjerojatnošću i time slabijom tragom u boji. "Prednost ovog kemijskog kalkulatora u odnosu na njegov elektronički kolega je u tome što pronalazi sve moguće varijante puta gotovo paralelne, dok jedno računalo sukcesivno izračunava jednu mogućnost za drugom, što na kraju l Trebat će duže “, objašnjava koautorica Rita T th iz Empa u D bendorfu u Švicarskoj. prikaz

Put do pizzerije u Budimpešti

Postupak je čak prošao test za svakodnevnu uporabu: istraživači su izgradili nešto veći labirint po uzoru na kvart u Budimpešti. Cilj lužine označio je mjesto pizzerije. I u stvari, kemijski navigacijski sustav djelovao je sjajno: obojena staza odmah je pokazala najkraći put do pizzerije - za razliku od planera rute na pametnom telefonu.

Na primjer, sustav bi se kasnije mogao koristiti u planiranju prometa. U istraživanju mozga, psihologiji, mrežnim istraživanjima i robotizaciji, voditelj projekata T th vidi daljnja područja primjene. Rezultati tima u svakom su se slučaju već susreli sa širokim zanimanjem: djelo je jedno od najčitanijih u stručnom časopisu "Langmuir". Kao sljedeći korak, istraživački tim želi se upustiti u još veće i složenije labirinte. (Langmuir, 2014; doi: 10.1021 / la5018467)

(Empa, 28.10.2014. - NPO)