В США разработан экструдер волокна для создания эластичной робототехники на основе гидрогелей

Исследователи из Инженерного колледжа Университета Карнеги-Меллона (CMU) в Питтсбурге (США) создали коммерчески доступный экструдер волокна, предназначенного для упрочнения гидрогелей, что открывает новые возможности для развития эластичной робототехники. Об этом сообщает портал News Update. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

Гидрогели представляют собой вязкую жидкость, которая может быть изготовлена из синтетических или натуральных материалов-мономеров – от полиэстера до альгината натрия. Нередко гидрогели применяются в качестве чернил для 3D-печати: после этого процесса они затвердевают, образуя многомерную структуру.

Эти гибкие материалы довольно хрупки – и это один из серьезных недостатков в применении гидрогелей для создания роботизированных устройств. Чтобы решить эту проблему, научные сотрудники CMU Вэньхуань Сунь и Виктория Вебстер-Вуд под руководством профессора биомедицинской инженерии Адама Файнберга разработали экструдер по выпуску непрерывной нити волокна, которое упрочняет гидрогели, чтобы они не разрушались и не теряли форму при внешних нагрузках. Помимо этого, исследователи сконструировали опытный 3D-принтер, на котором впервые были протестированы экструдированные волокна.

Встраивание таких волокон в гидрогели в процессе печати показало, что это заметно усиливает их механические свойства, делая их не такими хрупкими. Таким образом, создание коммерчески доступного экструдера волокна подтвердило, что это принесет пользу будущим исследованиям гидрогелей.

Помимо того, что конструкция экструдера относительно дешева (около 53 долларов), он также совместим со многими устройствами для 3D-печати в домашних условиях и был успешно протестирован в гидрогелях, в которые встроены как синтетические, так и натуральные волокна, включая шелк и коллаген.

Разработчики экструдера из CMU также опубликовали в HardwareX практические руководства для других исследователей, которые пожелают поэкспериментировать с 3D-печатью гидрогеля со встроенным волокном, чтобы создавать свои собственные образцы робототехники.

Когда гидрогели сохраняют свою структурную целостность, их можно применять в самых разных ситуациях. Их уникальные свойства, такие как гибкость и мягкость, делают их идеальными инструментами для доставки лекарств и тканевой инженерии, а дополненная волокнами физическая прочность открывает двери для более широких задач. Поскольку экструдеры особенно хорошо показали себя при работе с натуральными материалами, такими как коллаген и альгинат, армированные гидрогели могут стать адаптируемым материалом для эластичных роботов, которые также будут экологически безопасными.

The post В США разработан экструдер волокна для создания эластичной робототехники на основе гидрогелей appeared first on discover24.ru.