Impulsionado pela luz solar natural ou artificial, uma nova "bomba de microtubo" transporta gotículas de água por longas distâncias. Conforme relatado por pesquisadores chineses no Journal Angewandte Chemie , a bomba consiste em um tubo cujas propriedades podem ser alteradas assimetricamente por meio de irradiação. Isso resulta em forças capilares e um gradiente de molhabilidade na parede interna que trabalham juntos para acelerar as gotas de água a velocidades excepcionalmente altas.

Os métodos analíticos e diagnósticos moleculares modernos geralmente funcionam com pequenas quantidades de fluido. A tecnologia microfluídica também tem sido usada em processos sintéticos nos quais as reações ocorrem em microcanais e instrumentos miniaturizados. Para transportar com precisão esses pequenos volumes de um lugar para outro, cientistas da Universidade Tsinghua e da Universidade Beihang em Pequim, China, desenvolveram uma "bomba de microtubo".

A bomba consiste em um tubo de polímero com um diâmetro de cerca de 500 µm. É feito de duas camadas:a camada externa é polidimetilsiloxano (PDMS), quais os pesquisadores; liderado por Chun Li, Zhiping Xu, e Liangti Qu; misturado com óxido de grafeno reduzido (rGO), um nanomaterial à base de carbono que absorve a luz solar muito bem. Isso produz calor que é transmitido para a camada interna da parede da mangueira, que é feito de poli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAm), um polímero que forma um hidrogel à temperatura ambiente. Suas cadeias de polímero são amarradas em uma rede que aumenta à medida que absorve água. Acima de cerca de 32 ° C, o hidrogel colapsa em esferas compactas que tornam a parede interna hidrofóbica. Isso também faz com que a camada interna encolha, tornando o diâmetro interno do tubo maior.

A irradiação do tubo em apenas uma extremidade forma um gradiente de molhabilidade na parede interna. Além disso, a geometria do tubo torna-se assimétrica porque o diâmetro interno só aumenta na extremidade irradiada. As forças capilares fazem com que as gotículas de água se movam em direção à extremidade de menor diâmetro - a extremidade que não é irradiada. A molhabilidade diminuída da parede interna na extremidade irradiada acelera ainda mais a gota de água. A sinergia desses dois mecanismos resulta em altas velocidades, que pode ser controlado alterando a intensidade da irradiação. Após a irradiação, o tubo esfria muito rapidamente. O hidrogel retorna ao seu estado original, pronto para ser irradiado novamente.

O material flexível permite a produção de tubos retos ou curvos com metros de comprimento que podem transportar água continuamente por longas distâncias. Também é possível fazer sistemas ramificados que podem ser irradiados simultaneamente ou em sequência em diferentes locais. Esse, por exemplo, permite que gotículas individuais contendo diferentes reagentes sejam transportadas em uma ordem específica e combinadas - e podem ser usadas em testes diagnósticos ou quando gotículas de água servem como microrreatores para reações químicas.