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

Forcit en Holst Centre ontwikkelen prototype van slim gelaatsmaker

Kunstmatige koraalpoliep reinigt water en transporteert cellen

Vijf laureaten van FWO-Excellentieprijzen bekend gemaakt

Supercontinuum: stap voor stap naar een brede waaier van kleuren

Drie VUB-wetenschappers worden coördinator bij CERN

Onderzoekers bouwen sensor van slechts 11 atomen

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Basiskennis bedrijfsfinanciën

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 24/08/2020 tot 31/08/2020

Onderhandelen met impact

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 26/08/2020 tot 27/08/2020

De Logistiek Manager als Logistiek Auditor

IMF Academy (centraal Nederland)

dinsdag 1 september 2020

Piping en Engineering

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 2/09/2020 tot 21/01/2020

Big data in the cloud

Het ingenieurshuis - Antwerpen

donderdag 3 september 2020

Warmtewende voor industrie

Havenhuis Antwerpen

maandag 7 september 2020

Keuze van de redactie

(12/8) Digitalisering binnenvaart voor meer efficiëntie en veiligheid

(11/8) Forcit en Holst Centre ontwikkelen prototype van slim gelaatsmaker

(13/7) Verwerking afvalstof lignine tot groene olie in proeffabriek

(7/7) ArcelorMittal zoekt partner voor warmtenet in North Sea Port

(1/7) Nieuw investeringsfonds van 42 miljoen euro voor start-ups en scale-ups

(1/7) Gentse biotech start-up ontwikkelt universeel Covid-19 vaccin

>> 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...

Air Products en thyssenkrupp gaan samen elektrolyse­fabrieken bouwen

thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers en Air Products hebben een strategische overeenkomst getekend rond samenwerking en de ontwikkeling van projecten voor de levering van groene waterstof.

Academisch team ondersteunt Belgische offshore windenergie-sector

In het PhairywinD project biedt een sterk academisch team ondersteuning op gebied van de laatste technologische trends, de wetenschappelijke vooruitgang en innovatieve ideeën aanreiken.

Hoe ver kan je productiesystemen neerschalen? - column

Machines en andere productiemiddelen worden steeds compacter om materiaalverbruik te minimaliseren en kosten te besparen. Maar in hoeverre kan je individuele functies samenbrengen?

Stroomverbruik van artificiële intelligentie drastisch verminderd

Onderzoeksinstelling imec en halfgeleiderproducent GlobalFoundries lanceren een nieuwe chip, die geoptimaliseerd is voor toepassingen rond artificiële intelligentie (AI).

Zijn uw behuizingen klaar voor de zomer? - column

Nu de warmste maanden van het jaar voor de deur staan, kunnen gebruikers van industriële automatiseringssystemen maar beter voorbereid zijn op de zomerhitte.

Sophie Borgne verkozen tot Engineer Powerwoman 2020

Sophie Borgne, Senior Vice President Digital Plant Business bij Schneider Electric, werd tijdens de Hannover Messe Digital Days uitgeroepen tot Engineer Powerwoman 2020.

37 West-Vlaamse bedrijven behalen Charter Duurzaam Ondernemen

Na een jaar intensief werken ontvangen 37 West-Vlaamse bedrijven dit Voka Charter als bekroning voor hun beleid en realisaties rond duurzaam ondernemen het afgelopen jaar.

Kunstmatige koraalpoliep reinigt water en transporteert cellen

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

Gratis simulatie en voordelige besturing van robots bij igus

Om robots en de verschillende robotbewegingen gemakkelijk te kunnen programmeren, heeft igus nu een besturingssoftware ontwikkeld voor haar Low Cost automatiseringsoplossingen. igus robot control is online gratis beschikbaar en biedt gebruikers een eenvoudige inleiding tot de wereld van de automatisering. >>

Partners