Растворимый робот
Китайские ученые разработали биоразлагаемого «миллиробота»
Татьяна Матвеева, «Научная Россия»
Исследователи из Городского университета Гонконга (Китай) спроектировали мягкого робота, который может катиться, карабкаться и хватать –– и затем легко растворяется, выполнив свою работу. Робот, которого можно использовать в биомедицине, питается от магнитного поля, передает EurekAlert!. Разработка описана в журнале ACS Applied Polymer Materials (Yang et al., Soft Tunable Gelatin Robot with Insect-like Claw for Grasping, Transportation, and Delivery).
Мягкие «миллироботы» –– многообещающая инновация в биомедицине. Их уникальная структура позволяет им, например, перекатываться через неровные ткани желудочно-кишечного тракта. Когда-нибудь их можно будет даже покрыть раствором лекарства и доставить препарат непосредственно к очагу воспаления. Однако большинство миллироботов сделаны из неразлагаемых материалов, таких как силикон, а это означает, что их можно удалить только хирургическим путем, если они используются в клинических целях. Кроме того, эти материалы не очень гибкие и не позволяют точно настраивать свойства робота.
Новый же миллиробот создан на основе раствора желатина, смешанного с микрочастицами оксида железа. Материал поместили над постоянным магнитом, что заставляло микрочастицы в растворе выталкивать гель наружу, образуя насекомоподобные «ножки» вдоль линий магнитного поля. Затем гидрогель поместили на холод, чтобы он затвердел. На последнем этапе материал замочили в сульфате аммония, чтобы вызвать образование поперечных связей в гидрогеле. Это сделало его еще прочнее. Изменение различных факторов, таких как состав раствора сульфата аммония, толщина геля или сила магнитного поля, позволяло исследователям настраивать свойства робота. Например, чем дальше от гидрогеля находился магнит, тем длиннее становились «ножки» миллиробота и тем меньше было их количество.
Поскольку микрочастицы оксида железа образуют магнитные цепи внутри геля, перемещение магнита рядом с гидрогелем заставляло «ножки» сгибаться и пытаться ухватиться за объект. В экспериментах робот захватывал напечатанный на 3D-принтере цилиндр и резиновую ленту и перемещал каждую из них в новые места. Кроме того, исследователи проверили способность миллиробота доставлять лекарство, покрывая его раствором красителя, а затем прокручивая через модель желудка. Оказавшись в пункте назначения, робот развернулся и выпустил краску, используя магниты. Поскольку он сделан с использованием водорастворимого желатина, миллиробот легко разлагается в воде за два дня, оставляя после себя только крошечные магнитные частицы.
Ролик о работе миллиробота и его изготовлении можно посмотреть здесь.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru