Onderzoekers van de North Carolina State University en Elon University hebben kunstmatige trilhaartjes gemaakt, of haarachtige structuren, die kan buigen in nieuwe vormen als reactie op een magnetisch veld, keer vervolgens terug naar hun oorspronkelijke vorm wanneer ze worden blootgesteld aan de juiste lichtbron.

"Dit werk vergroot de mogelijkheden van magnetische trilhaartjes en ons begrip van hun gedrag, die potentiële toepassingen heeft in zachte robotica, inclusief microrobotica, " zegt Joe Tracy, corresponderende auteur van een paper over het werk en een professor in materiaalkunde en techniek bij NC State. "Een belangrijk punt van dit werk is dat we magnetische trilhaartjes met vormgeheugen hebben gedemonstreerd waarvan de vorm kan worden ingesteld, op slot, ontgrendeld en opnieuw geconfigureerd. Deze eigenschap zal nuttig zijn voor verbeterde en nieuwe toepassingen."

De bevinding bouwt voort op eerder onderzoek van het team naar het ontwerpen van zachte robots die kunnen worden bestuurd met magneten en licht. Echter, er zijn belangrijke afwijkingen van het vorige werk.

"De trilhaartjes worden aangedreven door magnetische koppels, wat betekent dat de trilhaartjes roteren en uitgelijnd zijn met het veld van een goedkope permanente magneet, in plaats van naar de magneet te worden getrokken, " zegt Ben Evans, co-auteur van het artikel en een professor in de natuurkunde aan Elon. "De bediening van de zachte robots in ons eerdere werk was gebaseerd op magnetische veldgradiënten, die de robot bewoog door eraan te trekken. De nieuwe aanpak biedt een ander hulpmiddel voor het ontwerpen van zachte robots."

De onderzoekers ontwikkelden ook een theoretisch model waarmee gebruikers kunnen voorspellen hoe de magnetische trilharen met vormgeheugen zullen reageren wanneer ze worden geactiveerd, of in beweging zetten. In aanvulling, het model verklaart waarom de trilhaartjes reageren zoals ze doen.

"Deze magnetische trilhaartjes met vormgeheugen zijn ook eenvoudig te fabriceren door zelfassemblage met goedkope permanente magneten, " zegt Jessica Liu, eerste auteur van het papier en een recente Ph.D. afgestudeerd aan NC State. "We zijn optimistisch dat deze demonstraties en ons model de onderzoeksgemeenschap kunnen helpen bij het ontwerpen van ciliaire systemen met nieuwe mogelijkheden voor specifieke toepassingen."

"We denken dat dit werk zal bijdragen aan het verbeteren van de mogelijkheden van zachte robotica, ' zegt Tracy.

De krant, "Fotothermisch herconfigureerbare magnetische trilharen met vormgeheugen, " is gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materiaaltechnologieën .