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.
Posłuchaj naszych Podcastów:
