薄如纸的磁性肌肉为医用微型折纸机器人提供动力

科学家们创造出了纸一样薄的“磁性肌肉”,可以让微型折纸机器人移动——为在人体内输送药物开辟了令人兴奋的新可能性。这项突破性技术由北卡罗来纳州立大学的研究人员开发,利用 3D 打印将柔性橡胶类材料与磁性颗粒相结合,生产出一层薄薄的薄膜,可以附着在 […] 薄如纸的磁性肌肉为医疗用途的微型折纸机器人提供动力,该文章首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
使用 Miura-Ori 折纸图案制作的爬行机器人。黑暗区域覆盖有薄薄的磁性橡胶薄膜,使机器人能够移动。图片来源:北卡罗来纳州立大学。

科学家们创造出了纸一样薄的“磁性肌肉”,可以让微型折纸机器人移动——为在人体内输送药物开辟了令人兴奋的新可能性。

这项突破由北卡罗来纳州立大学的研究人员开发,利用 3D 打印将柔性橡胶类材料与磁性颗粒相结合,产生一种薄膜,薄膜非常薄,可以附着在精致的折纸结构上,而不会限制其运动。

北卡罗来纳州立大学威尔逊纺织学院助理教授、发表在《先进功能材料》上的这项研究的主要作者Xiaomeng Fang博士解释说,这些软磁薄膜在暴露于磁场时充当执行器(控制运动的组件)。

先进功能材料

“传统上,磁力执行器使用小型硬磁铁,就像冰箱上的磁铁一样,”Fang 说。

“但我们的技术让我们可以打印柔软的超薄磁性薄膜,可以移动机器人,同时保持其轻质、可折叠的设计。”

研究团队设计了一款专门用于向胃溃疡输送药物的机器人。

受到 Miura-Ori 折叠模式的启发,该机器人可以折叠成一个微小的形状以便吞咽,然后在到达体内的正确位置后展开。磁性薄膜有助于控制机器人的运动和展开。

在实验室测试中,研究人员将机器人放入模型胃(一个充满温水的塑料球)中以模拟真实条件。

使用外部磁铁,他们将机器人引导到目标区域,将其展开,并用磁性薄膜将其固定到位。

一旦部署,机器人就会以稳定、受控的方式缓慢释放药物,提供一种无创治疗方法,使患者能够继续正常活动。