Благодаря воздействию солнечного света, микроскопические пластиковые диски, покрытые нанотрубками, могут удерживаться в воздухе, напоминая миниатюрные летающие ковры.
Условная граница, отделяющая атмосферу и космическое пространство считается линия Кармана высотой 100 километров. Выше этого уровня воздух становится слишком разреженным, и, чтобы аэродинамические аппараты — такие как самолеты — могли оставаться в полете, им потребуется развивать скорость, равную первой космической. Это делает авиацию на такой высоте практически бессмысленной.
Обычно самолеты не поднимаются выше 10 километров. На высотах 50-80 километров, в мезосфере Земли, воздух становится настолько разреженным, что движение возможно только для специализированных летательных аппаратов, а даже воздушные шары испытывают трудности с удержанием в полете. Потенциально использовать эти высоты можно благодаря микродронам новой конструкции, разработанным командой Игоря Баргатина из Университета Пенсильвании представила на страницах журнала Science Advances.
В качестве иллюстрации предлагаемой концепции авторы применили миниатюрные диски диаметром шесть миллиметров, изготовленные из тонкого, прозрачного полиэтилентерефталата (ПЭТ, также известный как майлар или лавсан). Тонким слоем углеродных нанотрубок было покрыто нижнее основание окружностей. Размещенные в вакуумной камере, создающей условия, имитирующие плотность воздуха на высоте мезосферы, эти устройства могли удерживаться в полете, используя энергию падающего излучения, будь то лазерное или солнечное.
Углеродные нанотрубки эффективно поглощают излучение, прошедшее через полиэтилентерефталат (ПЭТ), что приводит к их значительному нагреву. Этот процесс вызывает локальное повышение температуры воздуха под диском, создавая направленную вверх подъемную силу. Благодаря этому миниатюрный диск удерживается в воздухе, напоминая летающий «ковер-самолет» из сказок.
Неравномерный нагрев на свету приводит к левитации микроскопических частиц фотофорезом, авторы утверждают, что им впервые удалось обеспечить стабильный полет. Согласно расчетам, такие микродроны способны длительное время находиться на значительной высоте без потребления энергии и оснащаться миниатюрными инструментами.