Создаем и комментируем темы и сообщения, связанные с медицинской тематикой.
Ответить
Профессор
Участник
Баланс:3821
 
Сообщения: 256
Регистрация: 26.10.2019

Роботы из гидрогеля

Профессор » 23.09.2022 09:19

+
5
-
В основном, микророботы, создаваемые в медицине — неразлагаемые, после введения в организм их нужно удалять хирургическим путем. Данная разработка — полная противоположность. Мягкий магнитный робот может раствориться за 48 часов при температуре человеческого тела.

Изображение


Способность к растворению — особенность состава, из которого состоит робот. В его основе — ферромагнитный гидрогель Hof-Gel15-Fe3O4, состоящий из желатина и частиц оксида железа.
Робота не зря называют мягким: он умеет изгибаться, сворачиваться и перемещаться, как гусеница. Для этого у него есть маленькие лапки — они же нужны для захвата крошечных объектов.

Изображение


Магнитное поле используют не только для управления роботом, но и для его «программирования» — формирования ножек из ферромагнитной массы.

Вещество помещают в чашку Петри и распределяют по поверхности, под которой расположен постоянный магнит. В результате масса поляризуется и вытягивается по направлению магнитного поля.

Изображение


Количество ножек можно регулировать — достаточно изменить расстояние от чашки до магнита: чем оно меньше, тем больше ножек. Аналогичная ситуация с мощностью магнита: хотите вырастить сотни ножек и напугать трипофоба — возьмите магнит помощнее.

Изображение


Также количество ножек зависит от толщины исходного слоя, который нанесен на поверхность чашки. Исследователи утверждают, что для робота достаточно слоя толщиной 800 мкм.

Для «сохранения настроек» — застывания ферромагнитной массы — нужно добавить раствор сульфата аммония. В течение 12 часов образуется гидрогель, которым можно манипулировать с помощью внешнего магнитного поля.


Принцип управления роботом прост. При поднесении магнита отдельные части робота — например, правая и левая стороны — «заряжаются» разными магнитными моментами. То есть сворачиваются в разные стороны: правая часть робота упирается в пол, а левая — поднимается.

Изображение


Перемещая и поворачивая магнит, можно управлять роботом — заставлять его сгибаться и двигаться кувырками.
То же самое происходит и с ножками: из-за разных магнитных моментов щупальца сжимаются в разные стороны и делают захват.

Во время тестирования робота самый тяжелый грузик, который смогла поднять пара ног, — резинка массой 0,3 г. Это почти в 6 раз больше массы ножек.

Авторы проекта отмечают, что гидрогелевые роботы хорошо подходят для доставки лекарств в отдельные области организма. Пример — модель движения робота в желудке.

Изображение


К тому же гидрогелевый робот растворяется в пределах 48 часов и не мучает ЖКТ.

https://habr.com/ru/company/selectel/blog/689624/
Поделиться:

Аватара пользователя
Director
Эксперт
Баланс:16103
 
Сообщения: 938
Регистрация: 20.06.2018

Re: Роботы из гидрогеля

Director » 26.09.2022 18:56

+
6
-
Профессор писал(а):
23.09.2022 09:19
микроробот ... в его основе — ферромагнитный гидрогель Hof-Gel15-Fe3O4, состоящий из желатина и частиц оксида железа... для робота достаточно слоя толщиной 800 мкм.

Вещество помещают в чашку Петри и распределяют по поверхности, под которой расположен постоянный магнит. В результате масса поляризуется и вытягивается по направлению магнитного поля...

Для ... застывания ферромагнитной массы — нужно добавить раствор сульфата аммония. В течение 12 часов образуется гидрогель, которым можно манипулировать с помощью внешнего магнитного поля.
Итак, ученые размазали некое вещество тонким слоем и подвигали под ним постоянным магнитом. В результате, из вещества вытянулись волоконца, которые были зафиксированы в полутвердом состоянии с помощью другого вещества.

В этих волоконцах (щупальцах, ножках, лапках, губках - как ни назови) находится оксид железа и значит волоконца могут изгибаться в зависимости от приближения к ним постоянного магнита.

С этой пластинкой с волоконцами пока всё понятно. Читаем дальше
Принцип управления роботом прост. При поднесении магнита отдельные части робота — например, правая и левая стороны — «заряжаются» разными магнитными моментами. То есть сворачиваются в разные стороны: правая часть робота упирается в пол, а левая — поднимается...

Перемещая и поворачивая магнит, можно ... заставлять его сгибаться и двигаться кувырками.

То же самое происходит и с ножками: из-за разных магнитных моментов щупальца сжимаются в разные стороны и делают захват.
Итак, ученые уверяют, что можно так покрутить-повертеть магнитиком над пластинкой с волоконцами, что она задергается и задвигается.

С этим тоже всё понятно. Магнитный материал пластинки вполне естественно реагирует на воздействие магнитного поля.

Однако далее ученые утверждают
гидрогелевые роботы хорошо подходят для доставки лекарств в отдельные области организма. Пример — модель движения робота в желудке.
А как это возможно?!

Попробуйте представить себе, что где-то внутри желудка болтается пластинка, а ученый водит магнитиком по коже живота.
И что? Где этот магнитик и где эта пластинка?

Чтобы пластинка задвигалась как желается, надо двигать магнитик вокруг нее, а не в одной плоскости живота в отдалении примерно 10 см. Плюс-минус 5 см, причем и плюс, и минус зависит не от магнитика, а от толщины жировой прослойки и формы желудка конкретного человека, наполнения желудка конкретным содержимым, и еще нескольких значимых параметров.

Ну ведь очевидно же, что управлять пластинкой так, как утверждают ученые просто физически невозможно.

В завершение, остается только сказать спасибо этим ученым за то, что люди хотя бы не пострадают от их "творчества".
гидрогелевый робот растворяется в пределах 48 часов и не мучает ЖКТ.

Ответить
   ПОМОЩЬ по форуму!