Los investigadores del Instituto Paul Scherrer PSI y ETH Zurich han desarrollado una micromáquina que puede realizar diferentes acciones. Primero, los nanoimanes en los componentes de los microrobots se programan magnéticamente y luego los diversos movimientos se controlan mediante campos magnéticos. Estas máquinas, que son soloalgunas decenas de micrómetros de ancho podrían usarse, por ejemplo, en el cuerpo humano para realizar pequeñas operaciones. Los investigadores ahora han publicado sus resultados en la revista científica Naturaleza .
El robot, que mide solo unos pocos micrómetros de ancho, recuerda a un pájaro de papel hecho con origami, el arte japonés del plegado de papel. Pero, a diferencia de una estructura de papel, el robot se mueve como por arte de magia sin una fuerza visible.Agita sus alas o dobla su cuello y retrae su cabeza. Todas estas acciones son posibles gracias al magnetismo.
Investigadores del Instituto Paul Scherrer PSI y ETH Zurich han ensamblado la micromáquina a partir de materiales que contienen pequeños nanoimanes. Estos nanoimanes pueden programarse para asumir una orientación magnética particular. Cuando los nanoimanes programados se exponen a un campo magnético, actúan fuerzas específicassobre ellos. Si estos imanes están ubicados en componentes flexibles, las fuerzas que actúan sobre ellos hacen que los componentes se muevan.
Programando los nanoimanes
Los nanoimanes se pueden programar una y otra vez. Esta reprogramación da como resultado diferentes fuerzas y se producen nuevos movimientos.
Para la construcción de la microrobot, los investigadores fabricaron conjuntos de imanes de cobalto en láminas delgadas de nitruro de silicio. El pájaro construido con este material podría realizar varios movimientos, como aleteo, revoloteo, giro o deslizamiento lateral.
"Los movimientos realizados por el microrobot tienen lugar en milisegundos", dice Laura Heyderman, jefa del Laboratorio de Experimentos de Materiales Multiescala en PSI y profesora de Sistemas Mesoscópicos en el Departamento de Materiales, ETH Zurich. "Pero la programación de los nanoimanes solotoma unos pocos nanosegundos. Esto hace posible programar los diferentes movimientos uno tras otro. Esto significa que el pequeño micro pájaro primero puede batir sus alas, luego deslizarse hacia un lado y luego batir nuevamente ". Si es necesario, el pájaro también podría flotar.en el medio ", dice Heyderman.
microrobots inteligentes
Este concepto novedoso es un paso importante hacia los micro y nanorobots que no solo almacenan información para dar una acción en particular, sino que también pueden reprogramarse para llevar a cabo diferentes tareas ". Es concebible que, en el futuro, una micromáquina autónoma funcionenavegar a través de los vasos sanguíneos humanos y realizar tareas biomédicas como matar células cancerosas ", explica Bradley Nelson, jefe del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Procesos en ETH Zurich." Otras áreas de aplicación también son concebibles, por ejemplo, microelectrónica flexible o microlentes que cambian su ópticapropiedades ", dice Tianyun Huang, investigador del Instituto de Robótica y Sistemas Inteligentes de ETH Zurich.
Además, son posibles aplicaciones en las que cambian las características de las superficies. "Por ejemplo, podrían usarse para crear superficies que pueden ser mojadas por el agua o repeler el agua", dice Jizhai Cui, ingeniero e investigador en el MesoscópicoLaboratorio de Sistemas
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Paul Scherrer . Original escrito por Sebastian Jutzi. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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