Группа исследователей из University of Waterloo создала "умные" материалы, которые могут стать строительными блоками для будущего поколения мягких медицинских микророботов.
Эти миниатюрные роботы способны выполнять такие медицинские процедуры, как биопсия, перенос клеток и тканей, с минимальной инвазивностью. Они могут перемещаться в замкнутых пространствах, таких как человеческое тело, и доставлять деликатные и легкие грузы, такие как клетки или ткани, в заданное место.
Миниатюрные мягкие роботы длиной не более одного сантиметра биологически совместимы и нетоксичны. Роботы изготовлены из гидрогелевых композитов, в состав которых входят устойчивые наночастицы целлюлозы, получаемые из растений.
Исследование, проведенное под руководством Хамеда Шахсавана, профессора кафедры химического машиностроения, представляет собой целостный подход к разработке, синтезу, изготовлению и манипулированию микророботами. Гидрогель, используемый в данной работе, изменяет свою форму под воздействием внешней химической стимуляции. Возможность произвольно ориентировать наночастицы целлюлозы позволяет исследователям программировать такое изменение формы, что очень важно для создания функциональных мягких роботов.
"В моей исследовательской группе мы соединяем старое и новое, - говорит Шахсаван. - Мы создаем новые микророботы, используя традиционные мягкие материалы, такие как гидрогели, жидкие кристаллы и коллоиды".
Другим уникальным компонентом этого "умного" материала является его самовосстановление, что позволяет программировать широкий диапазон форм роботов. Исследователи могут разрезать материал и соединить его обратно без использования клея или других адгезивов, формируя различные формы для различных процедур.
Материал может быть дополнительно модифицирован магнитом, который облегчает перемещение мягких роботов по телу человека. В качестве доказательства того, как робот будет маневрировать в теле человека, крошечный робот был перемещен по лабиринту исследователями, контролирующими его движение с помощью магнитного поля.
Следующим шагом в этом исследовании является масштабирование робота до субмиллиметровых масштабов. Работа "Programmable nanocomposites of cellulose nanocrystals and zwitterionic hydrogels for soft robotics" была опубликована в журнале Nature Communications.
Комментарии
(0) Добавить комментарий