Dedalum

Представьте, что нужно собрать частицы, плавающие в жидкости, а затем переместить их, не касаясь инструментом. Исследователи показали лабораторный акустический пинцет, у которого рабочую область можно передвигать с помощью капель внутри микрофлюидного чипа. Работу опубликовали 14 октября 2026 года в журнале Microsystems & Nanoengineering.

Устройство состоит из трёх слоёв. Снизу расположен излучатель ультразвука, над ним чип с каплями между двумя пластинами, а ещё выше резервуар с образцом. Излучатель работает на частоте 0,96 МГц. В чипе капли окружены воздухом. На границе пластины с воздухом большая часть звуковой энергии отражается; через участки, заполненные жидкостью, она проходит в верхний резервуар гораздо лучше. Положение капли определяет, где возникает локальное акустическое поле.

Капли перемещают по электродам. Напряжение меняет смачивание поверхности под каплей, и она переходит к соседнему электроду. Вместе с каплей сдвигается участок, через который проходит ультразвук. Поле в верхнем резервуаре перестраивается, хотя сам излучатель остаётся на месте. С несколькими каплями можно создать несколько рабочих участков одновременно.

Авторы проверили принцип на полистирольных микрочастицах в жидкости: собирали их в скопления и направленно переносили. Затем провели опыты с клетками HeLa, A549 и дрожжами Saccharomyces cerevisiae. Клетки собирались в группы; для дрожжей показан также перенос скопления вслед за движением капли.

Есть и другой режим. На дно резервуара насыпали частицы углерода. Ультразвук вытеснял их из области над каплей. Когда каплю вели по заданному пути, на слое частиц оставался рисунок. Авторы таким способом вывели буквы «BIT» и отдельно показали квадратный рисунок на слое из яиц креветок.

Для клеток HeLa и A549 исследователи отдельно проверили жизнеспособность после 20 минут акустического воздействия. В этом опыте статистически значимого отличия от контрольных образцов не обнаружили. Такой результат относится к испытанным клеткам и условиям; долгую работу с тканями или применение в медицине он не подтверждает.

Сильная сторона конструкции в том, что положение акустического поля задаёт движущаяся капля, а источник ультразвука остаётся на месте. Пока это лабораторный прибор. Следующий полезный шаг состоит в проверке точности перемещения, повторяемости и работы с более сложными образцами. Если метод выдержит такие проверки, у исследователей появится ещё один способ обращаться с маленькими объектами в жидкости без механического захвата.

Источник: Wang и соавторы, Microsystems & Nanoengineering, 14 октября 2026 года, DOI 10.1038/s41378-026-01458-z.

Исследователи лаборатории RoMeLa Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе представили PhoneBot, небольшого двуногого робота со смартфоном в верхней части корпуса. О конструкции и испытаниях команда рассказала в препринте от 6 октября 2026 года.

Телефон здесь нужен для работы робота. Его камера помогает замечать человека, инерциальный датчик сообщает, как наклонён корпус, а процессор рассчитывает команды для движения. Смартфон по Wi-Fi отправляет целевые положения суставов небольшой плате внутри робота. Та связывается с сервоприводами. Телефон берёт на себя значительную часть вычислений.

У PhoneBot по шесть подвижных суставов на каждой ноге и ещё один, поворачивающий верхнюю часть корпуса. Всего 13 приводов. Высота собранного робота около 48 см, масса вместе с телефоном и батареей 1,8 кг. Авторы оценивают стоимость деталей примерно в 400 долларов. Сам смартфон в эту сумму не входит.

Чтобы робот ходил, команда обучала программу управления в симуляции. В модель включили ограничения недорогих приводов: при высокой скорости они уже не могут развивать такое же усилие, как на малой. Во время обучения движения также зеркально отражали, чтобы программа получала симметричные примеры для левой и правой ноги. По результатам сравнения в симуляции это помогло получить более ровную походку, которая меньше зависела от случайного результата при обучении.

На физическом прототипе авторы показали перемещение, слежение за человеком с помощью камеры и подъём после падения лицом вниз. Приложение проверили на четырёх Android-телефонах, включая Honor 9 2017 года и три недорогие модели 2024–2025 годов. Все четыре варианты считывали данные инерциального датчика, рассчитывали управление ходьбой, обрабатывали изображение и обменивались данными с приводами. Однако на Honor 9 не работало построение карты через ARCore: на испытанном устройстве были недоступны сервисы Google.

Ограничения тоже есть. Перемещению обучали на ровной поверхности. У робота пока нет рук, а мощность приводов ограничивает грузоподъёмность. Голосовой диалог также не выполняется целиком на смартфоне: распознавание речи и языковая модель работают на подключённом ноутбуке.

PhoneBot показывает, как готовые датчики, камеру и процессор телефона можно использовать в двуногом роботе. Открытая конструкция может дать студентам и исследователям более доступную основу для опытов с ходьбой и взаимодействием машины с человеком. Это небольшой, но понятный шаг в развитии технологий, которые расширяют наши возможности работать с физическим миром.

Источник: исследование PhoneBot

Метанол можно использовать как сырьё для получения водорода там, где он нужен. Исследователи из Университета Цинхуа и других научных центров Китая показали, как под действием света и тепла из метанола одновременно получать водород и формальдегид. Полный текст работы опубликован 5 октября в Nature Sustainability.

В основе установки диоксид титана с отдельными атомами платины. Он поглощает ультрафиолетовый свет, а платина помогает выделяться водороду. Проблема таких катализаторов в том, что атомы платины могут собираться в частицы и терять активность. Авторы добавили литий: по результатам микроскопии и спектроскопии он помогает удерживать платину в рассеянном состоянии. Судя по измерениям и расчётам, активный участок катализатора, вероятно, включает один атом платины и два атома лития. Авторы обозначают его PtLi₂.

Для реакции мало одного освещения. Раствор подают в проточный реактор, освещают светодиодом с длиной волны 365 нм и нагревают до 150 °C. Под действием света метанол вступает в реакцию, а нагрев помогает промежуточным соединениям превратиться в формальдегид и водород. Формальдегид служит сырьём для смол и пластмасс. Авторы также обнаружили небольшие количества побочных газов, включая CO₂ и CO.

В этих условиях скорость выделения водорода достигла 4,36 моль на грамм катализатора в час. При растворе с 40% метанола доля формальдегида среди углеродсодержащих продуктов составила около 94%. Отдельный опыт в периодическом реакторе дал раствор формальдегида концентрацией 21,2% по массе. Во время испытания на устойчивость катализатор работал 19 дней: каждый день восемь часов при освещении, затем шестнадцать часов в темноте.

Если такой способ сохранит эффективность при работе в большем масштабе, водород из метанола можно будет производить там, где он нужен, одновременно получая формальдегид для химической промышленности. Для этого исследователям предстоит спроектировать реактор, в котором свет и тепло будут равномерно поступать к катализатору.

Источник: полный текст исследования в Nature Sustainability.