Kwallenvormige robots gemaakt van magnetisch ferrofluïdum kunnen door licht worden bestuurd via een onderwaterhindernisbaan. Zwermen van deze zachte robots kunnen nuttig zijn voor het afleveren van chemicaliën via een vloeibaar mengsel of het verplaatsen van vloeistoffen door een laboratorium-op-een-chip.
Ferrofluïdumdruppeltjes zijn gemaakt van magnetische nanodeeltjes gesuspendeerd in olie en kunnen over vlakke oppervlakken bewegen of van vorm veranderen wanneer ze door magneten in verschillende richtingen worden gelokt. Door deze druppels in water onder te dompelen en aan licht bloot te stellen, hebben Mengmeng Sun van het Max Planck Instituut voor Intelligente Systemen in Duitsland en zijn collega’s ze nu de zwaartekracht laten trotseren.
Wanneer ferrovloeistoffen licht absorberen – ze zijn daar vooral goed in omdat ze donker zijn – worden ze warm en zetten alle kleine belletjes daarin uit. Hierdoor worden de druppels lichter en drijvender als ze onder water zijn, zodat ze naar boven kunnen drijven, zegt Sun.
Hij en zijn collega’s creëerden zachte robots met een ferrovloeistofdruppeltje ingesloten in een kwalvormige hydrogelschaal. Vervolgens hebben ze ze op de proef gesteld. De onderzoekers ontwierpen een hindernisbaan op de bodem van een watertank, met verschillende platforms op verschillende hoogtes. Ze stuurden de robots er doorheen en dwongen hen omhoog en over de platforms te bewegen.
In één experiment plaatsten ze drie robotkwallen in een lijn op de bodem van een watertank en gebruikten ze een laser om ze op te warmen. De robots gingen achtereenvolgens omhoog. Zonlicht dat door een vergrootglas werd gefocust, had een soortgelijk effect, waardoor de gelei verticaal zweefden.
Hamid Marvi van de Arizona State University zegt dat het tegelijkertijd controleren van een hele zwerm druppels nuttig zou kunnen zijn in de toekomst, waar ze medicijnen afleveren of andere functies in het menselijk lichaam vervullen. Hij zegt dat het inpakken ervan in een hydrogel complexe bewegingen mogelijk maakt, omdat licht kan worden gebruikt om een ferrovloeistofdruppeltje te richten en de hydrogel zelf voort te stuwen.
Marvi zegt echter dat veel details, waaronder de veiligheid van de inname van ferrovloeistof, moeten worden uitgewerkt voordat medische toepassingen mogelijk zijn. Sun en zijn collega’s hopen een aantal van deze open vragen te beantwoorden. Ze willen bijvoorbeeld uitzoeken hoe ze glasvezel, die het lichaam kunnen binnendringen, kunnen gebruiken in plaats van lasers of zonlicht om robots te geleiden.
Onderwerpen: