Teoriassa se oli mahdotonta. fysiikan lakeja
Klassisen kitkan ja liikkeen tietämyksen mukaan pallomainen esine ei voisi liikkua ilman ulkoista voimaa 90 asteen kulmassa olevaan pintaan. Tähän asti
pehmeä pallo, joka laskeutuu hitaasti täysin pystysuoraa seinää pitkin ilman ulkoista voimaa, merkitsi käännekohtaa kokeellisessa fysiikassa . Hämmästyttävän löydön tekivät tutkijat Kanadan Waterloon yliopistosta, jotka onnistuivat saavuttamaan sen, mitä aiemmin pidettiin teoreettisesti mahdottomana.
Tämä ilmiö, joka on kuvattu nopeilla kameroilla, on ristiriidassa yleisesti hyväksyttyjen käsitysten kanssa kitkasta ja liikkeestä, koska aiemmin uskottiin, että mikään esine ei voi liikkua 90 asteen kulmassa kaltevalla pinnalla ilman ulkoista voimaa. Kuukausien testien, mallinnusten ja materiaalien säätämisen jälkeen tiimi saavutti kuitenkin täydellisen tasapainon pallon joustavuuden ja pystysuoran pinnan välillä, mikä mahdollisti pallon vierimisen.
Kokeen salaisuus oli siinä, että sekä pallo että pinta olivat pehmeitä . Jos pallo oli liian kova, se vain putosi. Jos se oli liian tahmea, se jäi kiinni. Avaintekijä oli materiaalin käyttö, jonka pinta oli tahmea, kuten hiirimatto. Tämä yhdistelmä mahdollisti pallon laskeutumisen hallitusti nopeudella 1 millimetri joka toinen sekunti.
Kuten professori Sushanta Mitra, Waterloon nanoteknologian instituutin johtaja, selitti: ”Pallon etuosa toimii kuin vetoketju, kun taas takaosa käyttäytyy kuin se avautuisi. Tämä pieni epäsymmetria luo pyörivän voiman, joka tarvitaan, jotta se voi jatkaa pyörimistä avautumatta tai putoamatta.”
Aiemmin näkemätön fyysinen tasapaino
Tämä läpimurto, joka julkaistiin Soft Matter -tiedelehdessä, haastaa paitsi fysiikan oppikirjojen opetukset myös avaa uusia näkymiä pehmeiden robottien kehittämiselle, jotka pystyvät liikkumaan pystysuorilla pinnoilla vaikeapääsyisissä paikoissa. Mitran mukaan: ”Tämä avaa uuden tavan ajatella liikkumista pystysuorilla pinnoilla. Tällä hetkellä robotit ja kulkuneuvot ovat rajoittuneet vaakasuoraan tai hieman kaltevaan maastoon. Tämä löytö voi muuttaa tilanteen täysin.”
Tämän ilmiön potentiaalisia sovelluksia ovat luolien tutkimus, putkistojen tarkastus ja avaruuslentojen välineiden kehittäminen. Mahdollisuus liikkua ilman liimaa tai ulkoista voimanlähdettä on vallankumous tulevaisuuden liikkuvuusteknologialle.
Tutkimus on myös akateeminen haaste, joka pakottaa miettimään uudelleen perusteita, joita käytetään selittämään liikkumista kaltevilla pinnoilla. Kuten tieteellisessä artikkelissa korostetaan, tämä käyttäytyminen ” muuttaa käsitystämme pehmeiden materiaalien välisestä vertikaalisesta vuorovaikutuksesta ”, mikä on herättänyt laajaa kiinnostusta tiedeyhteisössä.
