Kunstmatige koraalpoliep reinigt water en transporteert cellen

Onderzoek & Wetenschap 16/07/2020 8:47:37

Onderzoekers van de Nederlandse TU Eindhoven ontwikkelden een kleine plastic robot gemaakt van responsieve materialen, die beweegt onder invloed van licht en magnetisme.

Lees hieronder verder   
Verwant

Cryomodules ontwikkeld voor onderzoeksreactor MYRRHA

Ruim 8 miljoen euro voor 12 innovatieve COOCK-projecten

imec wipt over de terahertzgap - artikel

Nieuwe drone voor verbeteren veerkracht wegeninfrastructuur

Autobouwer ontwikkelt lichte voertuigen dankzij ruimtevaarttechnologie

Ontwikkeling goedkope, printbare sensoren in stroomversnelling

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Overdrukbeveiliging en veiligheidskleppen

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 7/12/2020 tot 10/12/2020

Geotechniekdag 2020

Online studiedag

dinsdag 8 december 2020

Logistiek Manager als Logistiek Auditor

IMF Academy (centraal Nederland)

van 14/01/2021 tot 28/01/2021

Bouwmanager - Innovatie in de bouw

Antwerpen

van 19/01/2021 tot 16/03/2021

Intersolution 2021

Flanders Expo, Gent

van 27/01/2021 tot 28/01/2021

De Logistiek Manager als Logistiek Auditor

IMF Academy (centraal Nederland)

maandag 1 februari 2021

Keuze van de redactie

(3/12) Colruyt Group bouwt één van de grootste krattenwas-installaties van Europa

(2/12) 25% minder faillissementen enkel dankzij steunmaatregelen

(30/11) Groter draagvermogen met nieuwe collars voor monopijlerfunderingen

(30/11) Daikin investeert in Gents hypermodern ontwikkelingscomplex

(27/11) Eerste AI-gestuurde verpakkingsmachine ontwikkeld

(25/11) Photovoltatronics: slimme, communicerende zonnecellen onderzocht

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - In de toekomst zou deze ‘draadloze aquatische poliep’ vervuilende deeltjes uit het omringende water kunnen halen, of cellen kunnen oppikken en transporteren voor analyse in diagnostische systemen.

De minirobot is geïnspireerd op een koraalpoliep; een klein zacht dier met tentakels waaruit koralen in de oceaan bestaan. Promovendus Marina Pilz Da Cunha: “Ik was geïnspireerd door de beweging van deze koraalpoliepen, vooral door hun zelf gegenereerde waterstroming, waarmee ze echt een interactie aangaan met hun omgeving.”

De stam van de levende poliep maakt een specifieke beweging waardoor deze een waterstroming opwekt die voedseldeeltjes aantrekt. Vervolgens grijpen de tentakels de voorbij drijvende voedseldeeltjes. De ontwikkelde draadloos aangestuurde kunstmatige poliep is 1 bij 1 cm, heeft een stam die op magnetisme reageert en licht gestuurde tentakels.

Pilz Da Cunha: “Het combineren van deze twee stimuli is nog niet vaak gedaan omdat het delicate maak- en assemblageprocessen vergt. Maar voor het maken van robots is het heel interessant, omdat het complexe bewegingen en taken mogelijk maakt.”

De tentakels bewegen door ze te beschijnen met licht. Verschillende golflengten geven een ander resultaat. Zo ‘grijpen’ de tentakels onder invloed van UV-licht, terwijl ze ‘loslaten’ met blauw licht.

Het nu gepresenteerde apparaat kan objecten onderwater vastgrijpen en weer loslaten. Dat is een nieuwe feature van de eerder dit jaar gepresenteerde licht aangedreven mini-pakketbezorger. Deze land-robot bleek niet onder water te werken, omdat de polymeren waaruit de robot is opgebouwd werken op fotothermische signalen.

De warmte die door het licht wordt gegenereerd, in plaats van het licht zelf, voedde de robot. Pilz Da Cunha: "En warmte wordt snel afgevoerd in het water, dus het sturen van de robot was niet mogelijk onder water." Ze ontwikkelde daarom een fotomechanisch materiaal, een materiaal dat alleen onder invloed van licht beweegt. Zonder warmte.

Naast werken onder water, kan het ook zijn vorm vasthouden na licht-activatie. Terwijl het fotothermische materiaal na het verwijderen van de stimulus direct weer naar zijn oorspronkelijke vorm terugkeert, nemen de moleculen in het fotomechanische materiaal een nieuwe toestand in. Hierdoor zijn verschillende stabiele vormen mogelijk.

Door een roterende magneet onder de robot te plaatsen, cirkelt de stam als het ware om zijn as (zie video onderaan). Pilz Da Cunha: “Het was daardoor mogelijk om de drijvende objecten in het water, in ons geval oliedruppels, daadwerkelijk naar de poliep toe te bewegen.”

De stand van de tentakels (open, dicht of iets daartussenin), bleek invloed te hebben op de stroming. Computersimulaties, met verschillende tentakel-standen, hebben uiteindelijk geholpen om de beweging van de stam te begrijpen en daardoor precies goed te krijgen. En om zo de oliedruppels naar de tentakels te ‘lokken’.

Het mooie is dat de robot onafhankelijk van de samenstelling van de omringende vloeistof opereert. Dat is uniek, want de meeste gebruikte stimuli-responsieve materialen in onderwatertoepassingen, de hydrogelen, zijn juist gevoelig voor hun omgeving. Hydrogelen gedragen zich daarom anders in vervuild water.

De promovendus is nu bezig met de vervolgstap: een array van poliepen die samen kunnen werken. Daarmee hoopt ze transport van deeltjes te kunnen verwezenlijken, waarbij de ene poliep een ‘pakketje’ doorgeeft aan de andere.

Een zwemmende robot staat ook nog op haar verlanglijst. Toepassingen hiervoor zijn bijvoorbeeld biomedische zaken als medicijntransport of het afvangen van specifieke cellen. Daarvoor moeten de onderzoekers nog wel werken aan de golflengten waarop het materiaal reageert. << (Guy Leysen) (foto: Marina Pilz Da Cunha)

Video:
De kunstmatige poliep trekt in deze video de ronddrijvende oliedruppel aan, en grijpt deze vervolgens vast. De stam draait rond zijn as, onder invloed van magnetisme. De poliep creëert daarmee een stroming in het water. Deze stroming trekt de oliedruppels naar de tentakels toe. De tentakels sluiten vervolgens rondom de oliedruppel, onder invloed van UV-licht. Blauw licht kan de tentakels weer openen, om de druppel weer vrij te laten. (Video: Marina Pilz Da Cunha)

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Cryomodules ontwikkeld voor onderzoeksreactor MYRRHA

MYRRHA werkt alleen bij een temperatuur van 2 Kelvin, waar cryomodules voor zorgen. Het Franse bedrijf SDMS, La Chaudronnerie Blanche ontwikkelde hiervoor recent een protoype.

Vlaamse cleantech knowhow helpt Chinese economie bij verduurzaming

De focus van China om zijn steden en industrie duurzamer te maken, biedt kansen voor onze Vlaamse cleantechsector, die heel wat knowhow en innovatieve technologie herbergt.

Start-up TEO maakt technische opleidingen permanent toegankelijk

Met laagdrempelige technische opleidingen helpt start-up TEO (Teaching Each Other) bedrijven zoals Volvo Cars, Aviko en TVH hun medewerkers op een hands-on manier te blijven vormen.

Plannen voor multimodaal megadistributiecentrum in North Sea Port

Het multimodale logistieke park WDPort of Ghent in North Sea Port zal, na goedkeuring van de bouwvergunning, uitgebreid worden met een mega­distributie­centrum van 150.000 m².

Nieuwe ‘elektrische’ superkraan bij Sarens

Sarens kondigt zijn nieuwste elektrische ringkraan aan, de SGC-90 bijgenaamd "The Little Celeste” en ontwikkeld in volle Covid-19-pandemie.

Groter draagvermogen met nieuwe collars voor monopijlerfunderingen

Op het Duitse offshore windpark Kaskasi van RWE zal voor het eerst gebruik gemaakt worden van hun eigen gepatenteerde, innovatieve funderingstechnologie, de zogenaamde collars.

Koen Bordeaud’huy is preventieadviseur 2020

Koen Bordeaud'huy (40), SHEQ-manager bij Samoco is een industrieel montage­bedrijf in Zwijndrecht, is door Agoria verkozen tot Preventie­adviseur van het Jaar in de categorie contractor.

Opinie: transportsector moet kiezen tussen elektrisch of waterstof

Als we de transportsector duurzamer willen krijgen dient deze sector stevig in te zetten op rijden op waterstof of elektrisch, aldus promovendus Bunyod Holmatov van Universiteit Twente.

EvoTRAC S1901-platform biedt flexibiliteit en ingebouwde AI

Kontron heeft zijn EvoTRAC S1901-platform gelanceerd. geschikt voor veeleisende toepassingen in zware mobiele machines in de bouw-, landbouw-, vrachtwagen- en mijnbouwsector. Het is een modulair AI-geoptimaliseerd systeem, ontworpen om GPU-versnelde applicaties te voeden vanuit een compacte, robuuste vormfactor. >>

Partners