Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar, su üzerinde yüzerken uygulanan manyetik alanlarla kontrol edilebilen 3D baskılı esnek ağ yapıları yaratmışlardır. Yapılar küçük cisimleri tutabilir ve su damlacıkları taşıyabilir: Bu, onlara su yüzeylerinde yaşayan canlıları taklit eden veya hücre kültürleri için doku iskelesi görevi gören yumuşak robotlar olarak yararlı olma potansiyeli sunmaktadır.
NC Eyalet Üniversitesi’nde Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Profesörü Orlin Velev: “Bu araştırma, 3 boyutlu baskı ve yumuşak robotik alanların birleştirilmesinde ortaya çıkan yetenekleri gösteriyor.”
Bu yapıları oluşturmak için araştırmacılar, sıvı silikon ile bağlanmış ve su içinde bulunan silikon mikro boncuklardan bir “mürekkep” oluşturdular. Elde edilen “homo-kompozit tiksotropik macun” diş macununa benzemektedir; kolayca tüpten sıkılabilir. Ancak daha sonra damlamadan diş fırçası üzerindeki şeklini korumaktadır. Araştırmacılar, macunu ağ benzeri desenlere dönüştürmek için 3 boyutlu bir yazıcı kullandılar. Desenler daha sonra manyetik alanların uygulanmasıyla kontrol edilebilecek (gerilip daraltılabilecek) esnek silikon yapılar oluşturmak için bir fırında sertleştirildi.
NC Eyalet Üniversitesi’nde Doktora öğrencisi Sangchul Roh: “Bu kendinden güçlendirmeli macun, ultra yumuşak ve esnek yapılar yaratmamıza izin veriyor.”
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Profesörü Joseph Tracy: “Yaygın olarak bulunabilen ve yüksek mıknatıslanma özelliğine sahip demir karbonil parçacıklarının gömülmesi, manyetik alan gradyanlarına güçlü bir cevap vermemize izin verir.”
Velev: “Yapılar auxetictir; yani her yöne genişleyebilir ve daralabilirler. 3D baskı ile, manyetik alanın uygulanmasından önce ve sonra şeklini kontrol edebiliriz.”
Yapıların özellikleri, su üzerinde yüzerken kullanılmalarına da izin verir: su yüzeylerinde kayan veya sıçrayan su patencisi* böcekleri gibi…
Roh: “Vücuttaki canlı dokuları taklit etmek, bu yapılar için başka bir olası uygulamadır.”
Gelişmiş Malzeme Teknolojileri’nin özel sayısında yayınlanan makalede araştırmacılar; nasıl yeniden yapılandırılabilir ağlar tasarlayabildiklerini gösterdi. Ufak bir alüminyum folyo topunu “tutabilen” bir yapı ve tek bir su damlasını “taşıyabilen” ve daha sonra onu ağdan talep üzerine salıveren bir yapı…
Velev: “Şimdilik bu, yumuşak bir robot aktüatörü** için atılmış ilk adımdır.”
*Su Patencisi (Su Perisi), Gerris remigis: Su yüzeylerinde yaşayan ince bacaklı ve ince gövdeli bu böcekler kahverengi ya da gri renktedirler. Durgun su birikintisi, gölet ya da göllerde yaşar, suyun yüzünde paten yaparcasına hareket ederek avlanırlar. Su Patencilerinin bacakları, su üzerinde oluşan titreşim ve küçük dalgalara karşı duyarlı, su geçirmez ince tüylerle kaplıdır. Kazara suya düşen ve kurtulmak için çabalayan böceklerin su üzerinde oluşturdukları titreşim ve dalgalardan onların yerini tespit edebilir ve hızlı bir patenci gibi uzun bacaklarını kullanarak suya düşen böceği avlamaya giderler.
**Aktüatör, bir mekanizmayı veya sistemi kontrol eden veya hareket ettiren bir tür motordur. Bir enerji kaynağı tarafından çalıştırılır. Bu kaynak genellikle elektrik akımı, hidrolik akışkan basıncı veya pnömatik basınçtır ve bazı tür hareketlerle enerjiye dönüşür.
