Housenkovitý milirobot se dokáže i rozpustit
Ve své práci publikované v Applied Polymer Materials American Chemical Society informovali o pozoruhodném projektu, jehož výsledkem byl unikátní robot nového typu. Vědci vyvinuli měkký, biologicky odbouratelný, magnetický systém označovaný jako milirobot, inspirovaný schopnostmi hmyzu chodit a uchopovat různé předměty a pohybovat se na složitém povrchu.
Některé měkké miliroboty jsou již vyvíjeny pro různé biomedicínské aplikace. Díky své malé velikosti a schopnosti externího napájení (často magnetickým polem), představují zajímavé možnosti pro medicínské uplatnění. Jejich jedinečné struktury jim umožňují např. procházet nebo rolovat hrbolatými tkáněmi našeho gastrointestinálního traktu. Jednou by mohly být dokonce potaženy roztokem léčiva a dopravit lék přesně tam, kde je v těle potřeba. Většina milirobotů je však vyrobena z nerozložitelných materiálů, jako je silikon, což znamená, že při použití v klinických aplikacích by musely být odstraněny chirurgicky. Tyto materiály navíc nejsou tak flexibilní a neumožňují příliš dolaďovat vlastnosti robota, což omezuje jeho přizpůsobivost.
Měkký magnetický milirobot se může skládat, válet i uchopit pomocí nohou inspirovaných housenkou. Foto: American Chemical Society
Výzkumníci z Hongkongské univerzity se vydali jinou cestou. Chtěli vytvořit milirobota z měkkých, biologicky odbouratelných materiálů, který se může přichytit, válet a šplhat, ale poté, co svou práci dokončí, se jednoduše rozpustí.
Jako důkaz konceptu vytvořili milirobota pomocí želatinového roztoku smíchaného s mikročásticemi oxidu železa. Umístění materiálu nad permanentní magnet způsobilo, že mikročástice v roztoku vytlačily gel směrem ven a vytvořily hmyzí „nohy" podél čar magnetického pole. Poté byl hydrogel umístěn do chladu, aby ztuhnul a byl pevnější. Posledním krokem bylo namočení materiálu v síranu amonném, aby se způsobilo zesítění v hydrogelu, čímž vědci dosáhli ještě větší pevnosti výsledného tvaru. Změna různých faktorů, jako je složení roztoku síranu amonného, tloušťka gelu nebo síla magnetického pole, umožnila vědcům vyladit vlastnosti. Například umístění hydrogelu dále od magnetu vedlo k menšímu počtu, ale zato delších nohou.
Protože mikročástice oxidu železa tvoří v gelu magnetické řetězce, pohyb magnetu v blízkosti hydrogelu způsobil, že se nohy ohýbaly a vyvolávaly uchopovací pohyb podobný drápům.
V experimentech milirobot dokázal uchopit váleček i gumičku a každý z nich přenesl na nová místa.
Kromě toho vědci testovali schopnost milirobota na doručení léku tak, že jej pokryli v roztoku barviva a poté jej obalili modelem žaludku. Jakmile byl v cíli, robot se rozvinul a uvolnil barvivo pomocí strategického použití magnetů. Vzhledem k tomu, že je vyroben z želatiny rozpustné ve vodě, snadno se rozložil za dva dny a zanechal za sebou pouze malé magnetické částice. Podle výzkumníků by tak nový milirobot mohl otevřít velmi zajímavé možnosti pro dodávání léků a další biomedicínské aplikace.