Robots die zo klein zijn dat ze in de bloedbaan kunnen komen en operaties kunnen uitvoeren, zijn een stap dichterbij, heeft een onderzoeksteam van Monash University ontdekt.

Onder leiding van dr. Zhe Liu, het Monash Engineering-team heeft zich gericht op grafeenoxide - een enkel atoom dik - als een effectief vormgeheugenmateriaal.

Grafeen heeft wereldwijd wetenschappelijke en industriële belangstelling gewekt vanwege zijn wonderbaarlijke eigenschappen, met mogelijke toepassingen op het gebied van energie, medicijn, en zelfs biomedische nanorobots.

Tot nu toe zijn vormgeheugeneffecten alleen waargenomen in materialen groter dan ongeveer 10nm. Grafeenoxide is ongeveer 1 nm dik.

In tegenstelling tot andere materialen met vormgeheugen, het Monash-team ontdekte dat het onderwerpen van bepaalde vormen van grafeenoxide aan een elektrisch veld bijna onmiddellijk vormveranderingen veroorzaakte en de nieuwe vorm behield totdat deze werd teruggebracht naar zijn oorspronkelijke vorm.

Promovendus en eerste auteur Zhenyue Chang, zei dat het vormgeheugeneffect voortkomt uit een "atoomschakelaar" die een supersnelle reactie mogelijk maakt.

"Behalve dat je met hoge snelheden kunt transformeren, grafeenoxide heeft vele andere voordelen ten opzichte van bestaande vormgeheugenmaterialen. Het is ongelooflijk licht, heeft een hoge dichtheid tot rekverhouding, is zeer stabiel, en is in staat om een ​​relatieve grootteverandering van 15 procent door te voeren, vergeleken met legeringen met vormgeheugen, die slechts met vier procent veranderen.

"Net als de sciencefictionfilm, Fantastische reis, ons onderzoek brengt intelligente biomedische nanorobots een stap dichterbij die in een levende cel kunnen worden afgeleverd voor toekomstige cellulaire chirurgie, ' zei dokter Liu.

Het team van Dr. Liu, van het Monash Center for Atomically Thin Materials (MCATM) en de afdeling Mechanical and Aerospace Engineering aan de Monash University, deden hun ontdekking door middel van computersimulaties.

"We zijn nu enthousiast om ons onderzoek te gebruiken om de verbinding te maken die we hebben voorspeld. Dat zou geweldig zijn, ' zei dokter Liu.

Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .