science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kleine robotzwemmers die zichzelf genezen van schade

Klein, zwemmende robots kunnen zichzelf magnetisch genezen nadat ze in twee of drie stukken zijn gebroken. Krediet:American Chemical Society

Levend weefsel kan zichzelf genezen van vele verwondingen, maar vergelijkbare mogelijkheden geven aan kunstmatige systemen, zoals robots, uiterst uitdagend geweest. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS' Nano-letters klein ontwikkeld, zwemmende robots die zichzelf magnetisch kunnen genezen nadat ze in twee of drie stukken zijn gebroken. De strategie zou ooit kunnen worden gebruikt om sterkere apparaten te maken voor milieu- of industriële opruiming, zeggen de onderzoekers.

Wetenschappers hebben kleine robots ontwikkeld die door vloeistoffen kunnen 'zwemmen' en nuttige functies kunnen uitvoeren, zoals het opruimen van het milieu, medicijnen toedienen en operaties uitvoeren. Hoewel de meeste experimenten in het laboratorium zijn gedaan, uiteindelijk zouden deze kleine machines worden vrijgegeven in ruwe omgevingen, waar ze beschadigd kunnen raken. Zwemrobots zijn vaak gemaakt van brosse polymeren of zachte hydrogels, die gemakkelijk kan barsten of scheuren. Joseph Wang en collega's wilden zwemmers ontwerpen die zichzelf kunnen genezen terwijl ze in beweging zijn, zonder hulp van mensen of andere externe triggers.

De onderzoekers maakten zwemmers van 2 cm lang (ongeveer de breedte van een menselijke vinger) in de vorm van een vis met een geleidende onderlaag; een stijve, hydrofobe middenlaag; en een bovenste strook uitgelijnd, sterk magnetische microdeeltjes. Het team voegde platina toe aan de staart, die reageerde met waterstofperoxidebrandstof om zuurstofbellen te vormen die de robot voortstuwden. Toen de onderzoekers een zwemmer in een petrischaaltje met een zwakke waterstofperoxide-oplossing plaatsten, het bewoog langs de rand van de schaal. Vervolgens, ze sneden de zwemmer met een mes, en de staart bleef ronddraaien totdat hij de rest van het lichaam naderde, het hervormen van de vorm van de vis door een sterke magnetische interactie.

De robots kunnen zichzelf ook genezen als ze in drie stukken worden gesneden, of wanneer de magneetstrip in verschillende configuraties is geplaatst. De veelzijdige, snelle en eenvoudige zelfgenezende strategie kan een belangrijke stap zijn in de richting van on-the-fly reparatie voor kleinschalige zwemmers en robots, zeggen de onderzoekers.