Ученые разгадали тайну прыгающих на сковородке и "кричащих" шариков из гидрогеля

Ученые, заинтересовавшись популярным на YouTube видео о прыгающих на горячей сковородке и "кричащих" шариках из гидрогеля, провели исследование данного явления и выяснили, что гидрогель, взаимодействуя с температурой, способен генерировать кинетическую энергии. В будущем этот эффект можно будет использовать для создания роботов из подобных материалов.

После просмотра нашумевшего на YouTube видео Скотт Вайтукайтис из Лейденского университета (Нидерланды) при помощи коллег провел свой собственный эксперимент. Ученые пропитали бусины из гидрогеля до состояния, при котором 99% их массы составила вода, и стали сбрасывать их на сковороды, нагретые до 215°С с высоты от нескольких сотен микрометров до 20 сантиметров.

Оказалось, что если шары были сброшены с высоты менее 4 сантиметров, то они начинали прыгать все выше и выше, пока не достигали этой высоты, где стабилизировались в течение нескольких минут. И, напротив, при падении с большей высоты, с каждым отскоком они теряли "сантиметры", пока не фиксировались на высоте 4 сантиметров.



Чтобы понять, что происходит, ученые воспользовались высокоскоростной видеокамерой, записи с которой показали, что во время контакта шарика из гидрогеля с нагретой поверхностью, вода в них закипает и пар вырывается наружу, заставляя шар отскакивать от поверхности. Четыре сантиметра были высотой, на которой энергия, обеспечиваемая горячей плитой при каждом отскоке, уравновешивалась с энергией, теряемой при полете. Точка уравновешивания энергий меняется в зависимости от состава шаров и температуры сковороды.

В дальнейшем ученые планируют использовать данное свойство гидрогеля для создания мягких роботов, способных передвигаться под воздействием температуры или электрического тока.