**Forskere har utviklet en revolusjonerende løsning for magnetiske fiberroboter ved å kombinere MXene nanomaterialer med optisk aktivering. Den nye teknologien eliminerer kontrollkonflikter mellom navigasjon og gripeoperasjoner, og åpner for mer presise medisinske inngrep.**
Problemet med tradisjonelle fiberrobot-gripere
Magnetiske fiberroboter har vist enormt potensial innen minimalinvasiv medisin takket være deres evne til å navigere gjennom trange kanaler i kroppen. Det største hinderet har imidlertid vært å integrere funksjonelle gripere uten å forstyrre robotens navigasjonssystem.
Tradisjonelt har aktuering av gripere interferert med den magnetiske styringen, noe som skaper det forskerne kaller «kontrollkobling». Dette betyr at når griperen aktiveres, påvirkes robotens navigasjonsposisjon – et kritisk problem ved presise medisinske operasjoner.
MXene@RGO: Den optiske løsningen
Den nye tilnærmingen benytter en fototermisk MXene/redusert grafenoksid (RGO) gripper som aktiveres med nær-infrarødt (NIR) lys i stedet for magnetiske felt. Denne separasjonen av aktueringssystemer eliminerer interferensproblemet helt.
Griperen har en tolagsarkitektur med et funksjonelt MXene@RGO/elastomer-lag kombinert med et passivt substratlag.
MXene nanoplater har ekstremt høy fototermisk konverteringseffektivitet, som betyr at de kan konvertere NIR-lys til varme svært effektivt. Når lyset treffer griperen, skaper termisk ekspansjon en betydelig bøyedeformasjon som får griperen til å lukke seg.
Praktiske spesifikasjoner og anvendelser
Teknologien opererer med NIR-bølgelengder som kan penetrere biologisk vev uten skade. Responstiden for gripeaktivering er rask nok til praktiske medisinske anvendelser, mens den magnetiske navigasjonen forblir helt uberørt av gripeoperasjonene.
Potensielle bruksområder inkluderer:
- Målrettet medikamentlevering i trange blodkar
- Mikro-kirurgiske inngrep hvor presisjonsgreping kreves
- Vevsprøvetaking på vanskelig tilgjengelige steder
- Fjerning av små objekter fra biologiske kanaler
For hobbyister og forskere som arbeider med soft robotics, representerer denne teknologien en betydelig fremgang innen multi-modal aktuering. Kombinasjonen av magnetisk navigasjon og optisk gripeaktivering viser veien mot mer sofistikerte autonome mikrosystemer.
Kilde: ACS applied materials & interfaces
