Powstał zmiennokształtny, drukowany mikrorobot
Amerykański zespół opracował mierzącego mniej niż 1 mm robota, który, dzięki wykorzystaniu zasad kirigami potrafi przyjmować różne kształty. To może być początek technologii „inteligentnej materii” – twierdzą naukowcy.
Kirigami to tradycyjna, japońska sztuka składania papieru, która przypomina origami, lecz jej zasady pozwalają na wykonywanie rozcięć.
Zainspirowani jej potencjałem oraz zmieniającymi kształt żywymi organizmami, naukowcy z Cornell University (USA) opracowali mikrorobota, który potrafi przyjmować różnorodne kształty.
„Gdy projektuje się robota, to zwykle, kiedy jest już gotowy, może ruszać tylko kończynami, ale jego ogólny kształt jest stały. Stworzyliśmy innego robota - opartego na meta-arkuszach. ‘Meta’ oznacza tutaj wykorzystanie metamateriałów złożonych z wielu mniejszych elementów, które współpracują ze sobą, nadając całości odpowiednie właściwości mechaniczne” – wyjaśnia dr Qingkun Liu, jeden z autorów pracy opublikowanej w piśmie „Nature Materials” (https://www.nature.com/articles/s41563-024-02007-7).
Nietypowy robot złożony jest z ponad setki wykonanych z dwutlenku krzemu heksagonalnych płytek połączonych ponad 200 zasilanymi elektrochemiczne zawiasami o grubości zaledwie 10 nanometrów.
Z pomocą sterowania zawiasami można nadawać robotowi różnorodne kształty, oplatać nim różne przedmioty oraz powodować jego ruch – wtedy mierzące mniej niż 1 mm urządzenie czołga się po podłożu.
Badacze myślą już o następnej fazie rozwoju tej technologii.
Zamierzają połączyć opracowaną strukturę z elektronicznymi sterownikami, tak aby stworzyć ultraresponsywne materiały o właściwościach, których nie ma w przyrodzie.
Zastosowania mogą obejmować rekonfigurowalne mikrourządzenia, zminiaturyzowane instrumenty biomedyczne czy materiały, które w zaprogramowany sposób potrafią reagować na bodźce z wyjątkowo dużą prędkością.
„Gdy np. taki materiał będzie poddawany działaniu jakiejś siły, to zamiast się deformować, będzie mógł się odsuwać lub odpychać napierający obiekt z większą siłą niż ta, której doświadcza” – mówi kierujący pracami prof. Itai Cohen.
„Uważamy, że te aktywne, elastroniczne metamateriały mogą stanowić podstawę nowego rodzaju, rządzonej przez zasady fizyczne, inteligentnej materii, które wykraczają poza to, co jest możliwe w świecie naturalnym” – podkreśla. (PAP)
Marek Matacz
mat/ agt/