작고 애벌레 같은 부드러운 로봇 접고, 구르고, 잡고 분해 - ScienceDaily

“로봇”이라는 단어를 들으면 공장에서 작동하거나 다른 행성에서 배회하는 복잡한 기계를 생각할 수 있습니다. 그러나 “밀리로봇”은 그것을 바꿀 수 있습니다. 그들은 언젠가는 약물을 전달하거나 최소 침습 수술을 수행할 수 있는 손가락만한 크기의 로봇입니다. 이제 보고하는 연구자들은 ACS 응용 고분자 재료 곤충의 걷기 및 잡기 능력에서 영감을 받아 부드럽고 생분해되는 자기 밀리로봇을 개발했습니다.

일부 소프트 밀리로봇은 작은 크기와 종종 자기장에 의해 외부에서 전원을 공급받을 수 있는 능력 덕분에 이미 다양한 생물의학 애플리케이션을 위해 개발되고 있습니다. 예를 들어, 독특한 구조로 인해 위장관의 울퉁불퉁한 조직을 통해 스스로를 움츠리거나 굴릴 수 있습니다. 그들은 언젠가 약물 용액으로 코팅되어 신체에서 필요한 곳에 정확히 약물을 전달할 수도 있습니다. 그러나 대부분의 밀리로봇은 실리콘과 같은 분해되지 않는 재료로 만들어지므로 임상 적용에 사용하려면 외과적으로 제거해야 합니다. 또한, 이러한 재료는 유연하지 않고 로봇의 속성을 많이 미세 조정할 수 없어 적응성을 제한합니다. 그래서 Wanfeng Shang, Yajing Shen 및 동료들은 잡고, 구르고, 올라갈 수 있지만 작업이 끝나면 쉽게 분해되는 부드러운 생분해성 재료로 밀리로봇을 만들고 싶었습니다.

개념 증명으로 연구원들은 산화철 미립자와 혼합된 젤라틴 용액을 사용하여 밀리로봇을 만들었습니다. 영구 자석 위에 재료를 놓으면 용액의 미세 입자가 젤을 바깥쪽으로 밀어 자기장의 선을 따라 곤충과 같은 “다리”를 형성합니다. 그런 다음, 하이드로겔을 더 단단하게 만들기 위해 차가운 ​​곳에 두었습니다. 마지막 단계는 물질을 황산암모늄에 담가 하이드로겔에서 가교를 일으켜 더 강하게 만드는 것이었습니다. 황산 암모늄 용액의 조성, 겔의 두께 또는 자기장의 강도와 같은 다양한 요인을 변경하여 연구원들은 특성을 조정할 수 있었습니다. 예를 들어, 하이드로겔을 자석에서 더 멀리 배치하면 다리가 줄어들지만 더 길어집니다.

산화철 미립자는 겔 내에서 자기 사슬을 형성하기 때문에 하이드로겔 근처에서 자석을 움직이면 다리가 구부러져 발톱과 같은 움켜잡는 동작이 생성됩니다. 실험에서 재료는 3D 인쇄 실린더와 고무 밴드를 잡고 각각을 새로운 위치로 옮겼습니다. 또한 연구원들은 염료 용액에 약물을 코팅한 다음 위장 모델을 통해 롤링하여 약물을 전달하는 밀리로봇의 능력을 테스트했습니다. 목적지에 도착하면 로봇은 자석을 전략적으로 사용하여 염료를 펼치고 방출했습니다. 수용성 젤라틴을 사용하여 만든 밀리로봇은 이틀 만에 물에서 쉽게 분해되어 작은 자성 입자만 남게 됩니다. 연구원들은 새로운 밀리로봇이 약물 전달 및 기타 생물 의학 응용 분야에 대한 새로운 가능성을 열 수 있다고 말합니다.

저자는 중국 국립 자연 과학 재단, 홍콩 RGC 일반 연구 기금 및 심천 핵심 기초 연구 프로젝트의 자금 지원을 인정합니다.

동영상: https://youtu.be/1va-OQvfJDg

스토리 출처:

재료 에 의해 제공 미국 화학 학회. 참고: 콘텐츠는 스타일과 길이에 따라 편집될 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220914101532.htm