ساخت رباتهای میکروسکوپی با قابلیت کنترل مغناطیسی
محققان موفق به ساخت «مگنو-باتها» شدهاند؛ رباتهای نرم و میکروسکوپی که با استفاده از یک آهنربای خارجی و از راه دور، میتوانند حرکات پیچیده و دقیقی انجام دهند.
به گزارش سیناپرس، مگنو-باتها که در ابعاد کمتر از یک میلیمتر ساخته شدهاند، پتانسیل بالایی در کاربردهای پزشکی، مانند جراحیهای کمتهاجمی، نمونهبرداری (بیوپسی) و انتقال دارو در بدن دارند.
نوآوری در ساخت: فرآیند «دو مرحلهای» (Double-Dip)
پیش از این، چاپ سهبعدی ساختارهای مغناطیسی با دقت میکرونی بسیار دشوار بود، زیرا ذرات مغناطیسی موجود در رزینِ چاپگر، نور لیزر را پراکنده کرده و مانع از شکلگیری دقیق ساختار میشدند. تیم تحقیقاتی برای حل این مشکل، فرآیند خلاقانهای ابداع کرد:
چاپ اولیه: ابتدا ساختار میکروسکوپی با استفاده از رزین پلیمری معمولی و بدون هیچ ذره مغناطیسی چاپ میشود.
فرآیند دو مرحلهای (Double-Dip): ساختار چاپ شده ابتدا در محلولی از یونهای آهن قرار میگیرد تا آنها را جذب کند و سپس در محلول یونهای هیدروکسید غوطهور میشود. در نتیجه، این یونها درون ژل با یکدیگر ترکیب شده و ذرات نانو «اکسید آهن» را تشکیل میدهند که ذاتاً مغناطیسی است.
قابلیتهای کلیدی
کنترل طراحی و مغناطیس: محققان با تنظیم قدرت لیزر در هنگام چاپ، میزان تخلخل ژل را کنترل میکنند. هرچه ژل «سفتتر» (Cross-linked) باشد، فضای کمتری برای جذب ذرات مغناطیسی دارد. این یعنی میتوان مشخص کرد که هر بخش از ربات چقدر خاصیت مغناطیسی داشته باشد.
واکنش آنی و از راه دور: برخلاف روشهای شیمیایی که برای تغییر وضعیت نیاز به زمان دارند، پاسخ این مواد به میدان مغناطیسی «آنی» است و نیازی به تماس فیزیکی با ربات وجود ندارد.
نمونههای ساختهشده
گریپر آبنباتمانند (Lollipop Gripper): ساختارهایی به شکل آبنبات که وقتی آهنربا در نزدیکی آنها قرار میگیرد، مانند آروارههای گیاه «ونوس مگسخوار» بسته شده و میتوانند اشیاء کوچک را بگیرند.
کلید دوپایدار (Bistable Switch): رباتی کوچک که با اعمال میدان مغناطیسی، پاروهای کوچکی (به اندازه یک گلبول قرمز) روی آن حرکت کرده و ساختار را مانند یک کلید برق به طرفین میکشند و در وضعیت جدید قفل میکنند.
چشمانداز آینده
به نقل از نانو ایران، پروفسور کارلوس پورطلا، سرپرست این تحقیق، معتقد است که این معماریهای پیچیده و سهبعدی که قابلیت تغییر شکل دارند، دریچهای جدید به روی «مواد برنامهپذیر» گشودهاند.
این رباتهای نرم میتوانند در آینده نه تنها برای جراحی، بلکه به عنوان ابزارهای دقیق در محیطهای غیرقابل دسترس برای انسان، عملکردهای مکانیکی خیرهکنندهای از خود نشان دهند.
