Новый 3D-гель станет прорывом в роботехнике и медицине

Роботы могут быть более привлекательными и более практичными, если они сделаны не из твердого холодного металла или пластика, а из более мягкого материала. Исследователи из Университета Брауна считают, что они разработали новый материал, который может быть идеальным для «мягкой робототехники».

Уже продемонстрировано, что он может собирать мелкие, детализированные предметы и может формировать индивидуальные микрофлюидные устройства – иногда называемые «labs-on-a-chip» и используемые для таких вещей, как обнаружение агрессивного рака и изготовление жизненно важных лекарств в полевых условиях.

3D-печатный гидрогель представляет собой двойной полимер, который способен сгибаться, скручиваться или слипаться при обработке определенными химическими веществами. Один полимер имеет ковалентные связи, которые обеспечивают прочность и структурную целостность. Другой полимер имеет ионные связи, которые обеспечивают более динамичные характеристики, такие как изгиб и самоадгезия. Вместе полимеры создают материал, который является мягким, прочным и гибким – идеально подходит для создания эластичных деталей в роботехнике.

Гидрогель также может стать многообещающей базой для микрофлюидных устройств, используемых для всего, от лечения рака до жидкостных часовых технологий и обнаружения взрывчатых веществ. До сих пор было трудно моделировать гидрогели со сложными каналами и камерами, необходимыми для микрофлюидики.

Но поскольку этот новый материал напечатан в 3D-формате, он может быть выполнен в виде наращиваемых LEGO-подобных блоков, и в каждый блок может быть встроена «сложная микрофлюидная архитектура».Таким образом можно создать тип модульной системы, в которой блоки с различными микрофлюидными каналами будут соединены вместе по мере необходимости.

Материал не совсем готов к использованию. Исследователи говорят, что они все еще настраивают полимеры, чтобы получить еще большую прочность и функциональность. Если им это удастся, это может сделать создание мягких роботизированных компонентов и лабораторных работ на кристалле столь же простым, как соединение частей LEGO, или, по крайней мере, значительно проще.