(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van de Purdue University hebben een magnetisch "ferropapier" gemaakt dat kan worden gebruikt om goedkope "micromotoren" voor chirurgische instrumenten te maken, kleine pincet om cellen en miniatuurluidsprekers te bestuderen.

Het materiaal wordt gemaakt door gewoon papier - zelfs krantenpapier - te impregneren met een mengsel van minerale olie en "magnetische nanodeeltjes" van ijzeroxide. Het met nanodeeltjes beladen papier kan vervolgens worden verplaatst met behulp van een magnetisch veld.

"Papier is een poreuze matrix, dus je kunt er veel van dit materiaal in laden, " zei Babak Ziaie, een professor in elektrische en computertechniek en biomedische technologie.

De nieuwe techniek vertegenwoordigt een goedkope manier om kleine stereoluidsprekers te maken, miniatuurrobots of -motoren voor een verscheidenheid aan potentiële toepassingen, inclusief een pincet om cellen te manipuleren en flexibele vingers voor minimaal invasieve chirurgie.

"Omdat papier erg zacht is, beschadigt het geen cellen of weefsel, "Zei Ziaie. "Het is erg goedkoop om te maken. Je legt een druppel op een stuk papier, en dat is je actuator, of motor."

Eenmaal verzadigd met dit "ferrofluïde" mengsel, het papier is bedekt met een biocompatibele plastic film, waardoor het waterafstotend is, voorkomt dat de vloeistof verdampt en verbetert mechanische eigenschappen zoals sterkte, stijfheid en elasticiteit.

De bevindingen zullen gedetailleerd worden beschreven in een onderzoekspaper dat wordt gepresenteerd tijdens de 23e IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems op 24-28 januari in Hong Kong. Het artikel is geschreven door Ziaie, promovendus elektrotechniek Pinghung Wei en promovendus natuurkunde Zhenwen Ding.

Omdat de techniek goedkoop is en geen gespecialiseerde laboratoriumfaciliteiten vereist, het kan worden gebruikt in community colleges en middelbare scholen om les te geven over microrobots en andere technische en wetenschappelijke principes, zei Ziaie.

De magnetische deeltjes, die in de handel verkrijgbaar zijn, hebben een diameter van ongeveer 10 nanometer, of miljardsten van een meter, wat ongeveer 1/10 is, 000ste van de breedte van een mensenhaar. Ferro is een afkorting voor ferro, of gerelateerd aan ijzer.

"Je zou geen nanodeeltjes hoeven te gebruiken, maar ze zijn gemakkelijker en goedkoper te vervaardigen dan grotere deeltjes, "Zei Ziaie. "Ze zijn in de handel verkrijgbaar tegen zeer lage kosten."

De onderzoekers gebruikten een instrument genaamd veldemissie scanning elektronenmicroscoop om te bestuderen hoe goed het mengsel van nanodeeltjes bepaalde soorten papier impregneert.

"Alle soorten papier kunnen worden gebruikt, maar kranten en zacht vloeipapier zijn vooral geschikt omdat ze een goede porositeit hebben, ' zei Ziaie.

De onderzoekers vormden het materiaal tot een kleine cantilever, een constructie die lijkt op een duikplank en die kan worden verplaatst of in trilling kan worden gebracht door een magnetisch veld aan te leggen.

"Cantilever-actuators zijn heel gebruikelijk, maar meestal zijn ze gemaakt van silicium, die duur is en speciale cleanroomfaciliteiten vereist om te produceren, "Zei Ziaie. "Dus het gebruik van het ferropapier kan een zeer goedkope, eenvoudig alternatief. Dit is ongeveer 100 keer goedkoper dan de siliciumapparaten die nu beschikbaar zijn."

De onderzoekers hebben ook geëxperimenteerd met andere vormen en structuren die op Origami lijken om meer gecompliceerde bewegingen te bestuderen.