Jak udělat z obyčejného objektu robota ovládaného magnetickým polem? Stačí použít M-spray, který vytvoří tenký povlak s magnetickými částicemi. Díky němu pak objekty reaguje na vnější magnetické pole. Podobní roboti by v budoucnu mohli léčit pacienty nebo třeba obsluhovat senzory.
Magnetické materiály jsou dnes populární při vývoji nanočástic nebo malých robotů, jejichž uplatnění může být velmi široké. Když na takové objekty působí vnější magnetická pole, tak je mohou rozmanitým způsobem manipulovat a pohybovat s nimi. Magneticky ovládané nanočástice či roboti nacházejí aplikace například v biomedicíně i v jiných oborech.
Tým odborníků City University of Hong Kong vyvinul nový typ spreje, který umožňuje využít ovládání magnetickými poli i u materiálů, které za normálních okolností magnetické nejsou. Jejich výzkum se soustředil na malé roboty, kteří se velikostí a tvarem podobají hmyzu. Je o „miliroboty“ o velikostech pár milimetrů, které by bylo možné, vzhledem k jejich velikosti, využít uvnitř lidského těla.
V roce 2018 se objevili roboti tohoto typu, kteří měli měkká polymerová těla, obsahující magnetické částice. Díky tomu mohli být ovládáni vnějšími magnetickými poli. Hongkongský tým zvolil jiný postup, který jim dovolil vytvářet magneticky ovládané roboty z objektů, které normálně magnetické nejsou.
Vyvinuli M-spray, tedy sprej, který po aplikaci vytváří magnetický povrch. Tento sprej obsahuje ve vodě rozpustný polymer polyvinylalkohol, lepek a částice železa. Sprej je přitom možné použít na prakticky všechny typy materiálů, s hladkým i strukturovaným povrchem.
Jak uvádí vedoucí výzkumu Shen Yajing, jejich cílem bylo vytvořit univerzální magnetický povlak, s jehož pomocí by bylo možné rozpohybovat prakticky jakýkoliv objekt. M-sprej přilne k povrchu objektu a pak už jen čeká, až se objeví magnetické pole. Sprej vytvoří na objektu vrstvu tenčí než čtvrtinu milimetru. Tak tenké vrstvy jsou nezbytné k tomu, aby si dotyčný objekt udržel velikost a tvar původního objektu.
Badatelé již M-spray vyzkoušeli na různých objektech, od bavlněných nití, přes tenké filmy, až po plastové trubičky. Všechny tyto objekty se jim pak následně povedlo rozpohybovat v magnetickém poli. Způsob pohybu přitom není pevně daný. Je možné ho „přeprogramovat“, například zvlhčením magnetické vrstvy, která tím získá konzistenci lepidla. Pak je možné aplikovat silné magnetické pole, kterým lze přesunout železné částice a změnit jejich uspořádání.
M-sprey již také prošel prvními experimenty na pokusných zvířatech, v nichž kapsle pokryté magnetickou vrstvou vědci pomocí magnetického pole navigovali v těle králíků. Dostali je do žaludku, kde kapsle vylepšily radiologické snímkování. V budoucnu by se magnetičtí roboti mohli uplatnit nejen v biomedicíně, ale také v senzorech a v řadě dalších odvětví.
Zdroj & foto: City University of Hong Kong