La búsqueda para desarrollar un micro robot inalámbrico para aplicaciones biomédicas requiere un "motor" a pequeña escala que se pueda alimentar de forma inalámbrica a través de medios biológicos. Si bien los campos magnéticos se pueden utilizar para alimentar robots pequeños de forma inalámbrica, no proporcionan selectividad ya que todoslos actuadores los componentes que controlan el movimiento bajo el mismo campo magnético solo siguen el mismo movimiento. Para abordar esta limitación intrínseca de la actuación magnética, un equipo de investigadores alemanes ha desarrollado una forma de usar microburbujas para proporcionar la especificidad necesaria para alimentar micro robots paraaplicaciones biomédicas.
Esta semana en letras de física aplicada , de AIP Publishing, el equipo describe este nuevo enfoque que ofrece múltiples ventajas sobre las técnicas anteriores.
"Primero, al aplicar ultrasonido a diferentes frecuencias, se pueden abordar individualmente múltiples actuadores; segundo, los actuadores no requieren componentes electrónicos integrados que los hagan más pequeños, livianos y seguros; y tercero, el enfoque es escalable al submilímetrotamaño ", dijo Tian Qiu, investigador del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Alemania.
El equipo de investigación encontró algunas sorpresas en el camino. Normalmente, se requiere un material especial, como un material magnético o piezoeléctrico, para un actuador. En este caso, usaron un polímero comercial estándar que simplemente atrapa las burbujas de aire, y luego usaron elinterfaz aire-líquido de las burbujas atrapadas para convertir la potencia del ultrasonido en movimiento mecánico.
"Descubrimos que una superficie delgada 30-120 micrómetros de espesor efectivo con un patrón topológico apropiado puede proporcionar fuerza de propulsión mediante ultrasonido, y miles de estas burbujas juntas pueden empujar un dispositivo a escala milimétrica", dijo Qiu. "La simplicidad dela estructura y el material para realizar esta tarea fue una grata sorpresa "
El equipo ya espera desarrollar aún más su actuador.
"Los siguientes pasos son aumentar la fuerza de propulsión de la superficie funcional, integrar el actuador en un dispositivo biomédico útil y luego probarlo en un entorno biológico real, incluso in vivo", dijo Qiu.
La adopción de superficies microestructuradas como actuadores inalámbricos abre nuevas posibilidades prometedoras en el desarrollo de dispositivos y herramientas miniaturizados para entornos fluídicos accesibles por campos de ultrasonido de baja intensidad. Estas superficies funcionales podrían servir como actuadores inalámbricos listos para conectar, alimentando miniaturizadosdispositivos biomédicos para aplicaciones como endoscopios activos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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