Гидрогель, принимает трехмерные формы - найдет свое применение в мягкой робототехнике

Гидрогель, принимает трехмерные формы - найдет свое применение в мягкой робототехнике

Гидрогель, принимает трехмерные формы - найдет свое применение в мягкой робототехнике

21 декабря 2017
Покажи другу:

Результаты исследования, опубликованные в научном издании Proceedings of the National Academy of Sciences, предлагают взглянуть на новые возможности применения гидрогелей в таких областях, как инженерия тканей и смежные отрасли. Команда из Технологического университета Наньян, Сингапур (NTU Singapore), и Университета Карнеги-Меллона (CMU) подала патент на разработку своего гидрогеля.

В природе образуются растительные или животные ткани, поскольку к существующим структурам присоединяется новая биомасса. Их форма является результатом того, что различные части этих тканей растут с разной скоростью.

Исследовательская группа, в состав которой входят ученые CMU Чанджин Хуан, Дэвид Куинн, К. Джимми Ся и профессор NTU Субра Суреш, выяснила, что посредством манипулирования концентрацией кислорода можно моделировать и контролировать скорость роста гидрогелей для создания желаемых сложных трехмерных форм. За основу исследования было предпринято взять поведение биологических тканей, наблюдаемое в природе.

Команда обнаружила, что более высокие концентрации кислорода замедляют соединение химических веществ в гидрогеле, препятствуя росту в этой конкретной области.

Механические ограничения, такие как мягкая проволока или стеклянная подложка, химически связывающаяся с гелем, также могут использоваться для манипулирования, приводящего к конечной форме, и преобразования гидрогелей в сложные структуры.

Утверждается, что новая технология отличается от предыдущих методов, которые создают трехмерные структуры путем добавления/печати или вычитания слоев материалов, потому как данный метод основан на непрерывной полимеризации мономеров внутри пористого гидрогеля. Это напоминает процесс расширения и пролиферации живых клеток в органических тканях.

Большинство живых систем используют модель непрерывного роста, поэтому новая методика, которая имитирует такой подход, потенциально станет полезным инструментом для исследователей при изучении феноменов роста в живых системах.

«Контроль над ростом и итоговой формой гидрогелей, преобразуемых в сложные структуры, имеет потенциальное применение в области медицины и робототехники. Одна из областей, которая может воспользоваться подобными разработками, - это инженерия тканей, в область исследований которой входит замена поврежденных биологических тканей, например, восстановление нормального функционирования колена или создание искусственной печени», поделился профессор Субра Суреш.

Гидрогели с контролируемым ростом и контролируемые структурой также полезны при изучении и развитии гибкой электроники и мягкой робототехники, потому что они обладают повышенной гибкостью по сравнению с обычными роботами и имитируют движение живых организмов, а также реагируют на окружение.

Источник: https://www.theengineer.co.uk/hydrogel-3d-soft-robotics/





Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться


количество
пользователей

5540

количество
работ

8205