(Phys.org) — Geïnspireerd door de manier waarop planten naar lichtbronnen toe groeien, een fenomeen dat bekend staat als fototropisme, bio-ingenieurs van de Universiteit van Californië, Berkeley heeft een hydrogel gemaakt die door licht kan worden gemanipuleerd.

De nieuwe hydrogel, eerder deze maand beschreven in het tijdschrift Nano-letters , toekomstige toepassingen kunnen hebben in het opkomende gebied van zachte robotica, die een richtsnoer neemt van squishy wezens in de natuur, zoals zeesterren, inktvissen en octopussen, flexibele componenten te maken.

"Vormveranderende gels zoals de onze kunnen toepassingen hebben voor medicijnafgifte en weefselmanipulatie, " zei hoofdonderzoeker Seung-Wuk Lee, universitair hoofddocent bio-ingenieurswetenschappen.

Onderzoekers combineerden synthetische, elastische eiwitten met vellen grafeen, koolstofplaten van één atoom dik die stapelen om grafiet te vormen. Grafiet is hetzelfde materiaal dat in potlood wordt gebruikt. De grafeenplaten genereren warmte wanneer ze worden blootgesteld aan nabij-infraroodlicht. Die warmte tast de synthetische eiwitten aan, die water opnemen als het afgekoeld is en het weer afgeven als het heet is.

De twee materialen vormden samen het nanocomposiet biopolymeer, of hydrogel, die zo was ontworpen dat de ene kant poreuzer was dan de andere. De kant die poreuzer was, liet een snellere absorptie en afgifte van water toe dan de andere kant.

"Door deze materialen te combineren, we waren in staat om de manier waarop plantencellen uitzetten en krimpen als reactie op licht op een veel nauwkeuriger gecontroleerde manier na te bootsen, "zei Lee. "Omdat de gels ongelijkmatig kromp, het materiaal boog toen het licht erop viel. We gebruikten deze buigbewegingen om een ​​handvormige hydrogel te demonstreren die gewrichtsachtige articulatie vertoonde bij blootstelling aan licht."