Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han creado estructuras de malla flexible impresas en 3D que se pueden controlar con campos magnéticos aplicados mientras flotan en el agua. Las estructuras pueden agarrar objetos pequeños y transportar gotas de agua, lo que les da la posibilidad de ser útiles como robots blandosque imitan a las criaturas que viven en la superficie del agua o que pueden servir como armazones de tejidos para cultivos celulares.
"Esta investigación muestra capacidades en el campo emergente de combinar la impresión 3D y la robótica suave", dijeron Orlin Velev, S. Frank y Doris Culberson, distinguido profesor de ingeniería química y biomolecular en NC State y autor correspondiente de un artículo que describe la investigación.
Para crear estas estructuras, los investigadores hicieron una "tinta" a partir de microperlas de silicona, unidas por silicona líquida y contenidas en agua. La "pasta tixotrópica homocompuesta" resultante se asemeja a la pasta de dientes común, que se puede extraer fácilmente de un tubo pero luego mantienesu forma en el cepillo de dientes sin gotear. Los investigadores utilizaron una impresora 3D para dar forma a la pasta en patrones de malla. Luego, los patrones se curan en un horno para crear estructuras flexibles de silicona que pueden ser controladas, estiradas y colapsadas por elaplicación de campos magnéticos.
"Esta pasta autorreforzada nos permite crear estructuras que son ultra suaves y flexibles", dijo Sangchul Roh, un estudiante de doctorado del estado de Carolina del Norte en el laboratorio de Velev y primer autor del artículo.
"La incrustación de partículas de hierro carbonilo, que están ampliamente disponibles y tienen una alta magnetización, nos permite impartir una fuerte respuesta a los gradientes de campo magnético", agregó Joseph Tracy, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y co-investigador principal en elproyecto.
"Las estructuras también son auxéticas, lo que significa que pueden expandirse y contraerse en todas las direcciones", dijo Velev. "Con la impresión 3D, podemos controlar la forma antes y después de la aplicación del campo magnético".
Las propiedades de las estructuras también permiten que se usen mientras flotan en el agua, de forma similar a las zancudas o los insectos que rozan o saltan a través de las superficies del agua.
"Imitar tejidos vivos en el cuerpo es otra posible aplicación para estas estructuras", dijo Roh.
En el documento, publicado en un número especial de Tecnologías avanzadas de materiales , los investigadores mostraron cómo fueron capaces de diseñar mallas reconfigurables, una estructura que podría "agarrar" una pequeña bola de papel de aluminio y una estructura que puede "transportar" una sola gota de agua y luego liberarla bajo demanda a través de la malla.
"Por ahora, esta es una prueba de concepto de etapa temprana para un actuador robótico suave", dijo Velev.
Video: http://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=8zV2QI-jhWE
Video: http://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=e3B_aWl5wME
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Original escrito por Mick Kulikowski. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :