Kontrol af kunstige cilia med magnetfelter og lys

Forskere fra North Carolina State University og Elon University har lavet kunstige cilia, eller hårlignende strukturer, der kan bøje sig til nye former som reaktion på et magnetfelt, vende derefter tilbage til deres oprindelige form, når de udsættes for den korrekte lyskilde.

"Dette arbejde udvider evnen til magnetiske cilia og vores forståelse af deres adfærd, som har potentielle anvendelser inden for blød robotik, herunder mikrorobotik, "siger Joe Tracy, tilsvarende forfatter til et papir om arbejdet og en professor i materialevidenskab og teknik ved NC State. "Et centralt punkt i dette arbejde er, at vi har demonstreret magnetiske cilia med formhukommelse, hvis form kan indstilles, Låst, låst op og omkonfigureret. Denne ejendom vil være nyttig til forbedrede og nye applikationer. "

Fundet bygger på teamets tidligere forskning, der har designet bløde robotter, der kan styres ved hjælp af magneter og lys. Imidlertid, der er betydelige afvigelser fra det tidligere arbejde.

"Cilia aktiveres af magnetiske drejningsmomenter, hvilket betyder, at cilierne roterer og flugter med feltet fra en billig permanent magnet, i stedet for at blive trukket mod magneten, "siger Ben Evans, medforfatter af papiret og professor i fysik ved Elon. "Aktivering af de bløde robotter i vores tidligere arbejde var afhængig af magnetfeltgradienter, som flyttede robotten ved at trække i den. Den nye tilgang tilbyder et andet værktøj til at designe bløde robotter. "

Forskerne udviklede også en teoretisk model, der giver brugerne mulighed for at forudsige, hvordan formhukommelsens magnetiske cilia vil reagere, når de aktiveres, eller sat i gang. Ud over, modellen forklarer, hvorfor cilia reagerer, som de gør.

"Disse magnetiske cilia med formhukommelse er også enkle at fremstille gennem selvsamling ved hjælp af billige permanente magneter, "siger Jessica Liu, første forfatter til papiret og en nylig ph.d. uddannet fra NC State. "Vi er optimistiske over, at disse demonstrationer og vores model kan hjælpe forskersamfundet med at designe ciliary -systemer med nye muligheder for specifikke applikationer."

"Vi tror, ​​at dette arbejde vil bidrage til at fremme mulighederne for blød robotik, "Siger Tracy.

Papiret, "Fototermisk rekonfigurerbar formhukommelse Magnetic Cilia, "er offentliggjort i tidsskriftet Avancerede materialeteknologier .