Żelatyna i cukier mogą posłużyć jako atrament do drukowania miękkich robotów 3D

Naukowcy są przekonani, że ta technologia pewnego dnia doprowadzi do opracowania maleńkich, miękkich robotów, które będą mogły pływać wewnątrz ludzkiego ciała, rozprowadzając leki lub naprawiając uszkodzoną tkankę.

Zespół naukowców z Johannes Kepler University Linz wykorzystał materiały biodegradowalne jako atrament do drukowania miękkich robotów 3D.

Ich metoda opiera się na Fused Deposition Modeling (FDM), w którym ciągłe włókno materiału biożelowego jest podawane przez podgrzewaną głowicę wytłaczarki w celu uformowania pożądanego obiektu. Minimalny osiągalny rozmiar elementu to 0,6 mm.

W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy poczynili postępy w opracowywaniu miękkich robotów, nazwanych tak ze względu na miękkie materiały użyte do ich tworzenia. Takie roboty są zazwyczaj tworzone do naśladowania stworzeń żyjących w wodzie.

 

W większości przypadków roboty miękkie są wykonane z materiału nieulegającego biodegradacji. Dzieje się tak ponieważ materiały biodegradowalne mają ograniczenia, w tym rozpuszczanie w wodzie, formowanie i ograniczoną żywotność.

W ramach tych nowych wysiłków naukowcy wykorzystali cukier i żelatynę do stworzenia obiektów przypominających galaretki. Żelatyna jest hydrolizowaną formą kolagenu powszechnie stosowaną w produktach spożywczych. Jest to bezsmakowy i bezbarwny polimer pochodzący z części ciała zwierząt. Dzięki swojej wszechstronności znajduje zastosowanie w szerokim zakresie zastosowań inżynierskich, w tym inżynierii tkankowej i światłowodów.

Kolejnym etapem było dodanie do galaretek innych materiałów – kwasu cytrynowego, aby nie pleśniały i glicerolu, aby były bardziej sprężyste po zanurzeniu w wodzie. Swoje eksperymenty wykorzystali w stworzeniu atrament, który można wykorzystać do produkcji obiektów 3D.

Aby użyć stworzony przez siebie materiał, badacze podgrzali go do punktu miękkości, który pozwalał na wytryskiwanie go przez dyszę drukującą i uruchomili drukarkę w chłodnym pomieszczeniu, co pozwoliło na szybkie zestalenie atramentu. Aby przetestować swoje podejście, zespół najpierw stworzył miękki siłownik napędzany pneumatycznie.

Zauważyli, że siłownik można umieścić z powrotem w drukarce, umożliwiając ponowne wykorzystanie atramentu. Następnie zespół wydrukował rozciągliwe czujniki falowodowe, które współpracowały ze światłami LED. Kolejnym etapem eksperymentu było połączenie falowodów z siłownikiem, aby stworzyć działającego miękkiego robota.

Zespół zaprezentował możliwości robota, programując procedurę wyszukiwania i usuwania, aby robot mógł wykrywać i usuwać przeszkody. Łącząc rozciągliwe falowody z miękkimi siłownikami, naukowcy mogli kontrolować krzywiznę, kierunek i wykrywanie siły z dużą precyzją, jednocześnie redukując koszty produkcji i ilość odpadów.

14 rzeczy ważniejszych od pieniędzy

Posłuchaj naszych Podcastów: 

SKOMENTUJ

Dodaj komentarz
Wpisz swoje imię