Гель на основе воды позволит создавать гибких роботов

Исследователи добились потрясающего прорыва в области мягкой робототехники, создав робота из материала на основе гидрогеля, который можно сжимать, складывать и придавать ему любую желаемую форму.

Новая техника базируется на использовании полимерного гелевого материала на основе воды. Исследователи обнаружили, что они могут модифицировать и формировать секции гидрогеля электрическими импульсами – используя медные электроды для создания позитивно заряженных участков в полимерной сетке материала. В результате этого молекулы полимера связываются друг с другом, и материал становится жёстче и устойчивее.

В ходе экспериментов с этой техникой, команда обнаружила, что они могут заряжать определённые участки геля, создавая каркас упрочнённого материала. И что ещё более важно – любой созданный таким образом паттерн остаётся стабильным в течение многих месяцев, проведённых в воде.

«Связи между биополимерными молекулами и ионами меди также притягивают молекулярные связи ближе друг к другу, заставляя гидрогель изгибаться», рассказывает один из авторов исследования профессор химической и биомолекулярной инженерии доктор Орлин Велев. «И чем больше ионов мы вводим в гель, пропуская через него ток посредством электродов, тем больше он изгибается».

Управляя жёсткостью материала, учёные добились возможности манипулировать с его помощью различными объектами. К примеру, им удалось создать V-образный сегмент гидрогеля, который смог захватывать объект как пара мягких щипцов. Когда ионы вводились в обратную сторону конструкции, щипцы разжимались, высвобождая объект.

«На текущий момент мы планируем использовать эту технику для создания подвижных, биологически совместимых микроустройств», говорит Велев.