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

Autobouwer ontwikkelt lichte voertuigen dankzij ruimtevaarttechnologie

Ontwikkeling goedkope, printbare sensoren in stroomversnelling

Europa financiert “PhotonHub Europe” met 19 miljoen euro

Vlaamse steun voor fundamenteel wetenschappelijk onderzoek

Nieuw plan voor Europese Onderzoeksruimte

DNA analyses mogelijk in minder dan zes uur

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Aquarama Trade Fair

Brabanthal Leuven

donderdag 29 oktober 2020

IO-Link 4 Life Digital Event

Digital Event

donderdag 29 oktober 2020

Artificial Intelligence

IMF Academy Haarlem (NL)

van 4/11/2020 tot 19/11/2020

Internet of Things (IoT)

IMF Academy (centraal Nederland)

van 9/11/2020 tot 11/11/2020

Praktische inleiding tot Fire Safety Engineering

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 9/11/2020 tot 23/03/2021

Bouwmanager - module People Management

Antwerpen

van 10/11/2020 tot 8/12/2020

Keuze van de redactie

(27/10) Vlaanderen investeert 2 miljoen euro in snelle covid-test

(26/10) Slimme verpakkingen voor slimme toepassingen - artikel

(22/10) Ontwikkeling goedkope, printbare sensoren in stroomversnelling

(21/10) Miljoenenproject North-C-Methanol in North Sea Port opgestart

(19/10) Nieuwe filtertechnologie als oplossing voor “forever chemicals”

(19/10) Lutgardis Claes, ingenieur met strepen - topingenieur

>> 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...

Snellere R&D dankzij nieuwe Biostrand-software

Met het softwarepakket Retrieve & Relate (R&R) van IT-bedrijf BioStrand kunnen onderzoekers een half jaar winnen bij de ontwikkeling van nieuwe producten gebaseerd op genetische data.

Vlaamse biogassector houdt ondanks minder steun stand

Jaarlijks verwerkt de biogassector in Vlaanderen ongeveer 3,2 miljoen ton organische (afval)stromen, afkomstig van de landbouw, voedingsindustrie en waterzuivering.

Disruptieve e-motortechnologie - artikel

Mirmex Motor nv uit Mont-Saint-Guibert bij Louvain-la-Neuve ontwerpt, bouwt en verhandelt kleine elektromotoren, zo groot als een batterij of sigaar, met diameters van 8 tot 60 mm.

Cargill bouwt eerste fabriek voor winning biodiesel

De nieuwe fabriek zal deel uitmaken van de bestaande vestiging in Gent, die zaden perst en ook Bioro biodiesel destilleert. Cargill investeert 127 miljoen euro in dit nieuwe project.

Colt Technology Services en KevlinX bundelen krachten

De eerste locatie die met het Colt IQ Network wordt verbonden is de grootschalige Data Centre Campus van KevlinX in Brussel, waarvan de livegang gepland staat voor eind 2021.

Altair heeft M-Base overgenomen

Altair, de leverancier van software voor productontwerp, high-performance computing (HPC) en data-analyses, neemt M-Base Engineering + Software GmbH over.

Autobouwer ontwikkelt lichte voertuigen dankzij ruimtevaarttechnologie

Jaguar Land Rover neemt deel aan een uniek onderzoek naar de geschiktheid van geavanceerde, lichtgewicht metalen en composieten voor toepassing in toekomstige voertuigen.

Radar is de betere ultrasoon

VEGA heeft haar niveausensoren portfolio aangevuld met een nieuwe serie radarinstrumenten voor standaard meetapplicaties en prijsgevoelige toepassingen.

WEG breidt W60-motorlijn uit

Motorfabrikant WEG heeft zijn assortiment W60-motoren uitgebreid. De driefasige inductiemotoren zijn de meest compacte modulaire motoren op de markt en zijn nu beschikbaar in bouwgrootten 335H/G en 400G/F. De nieuwe afmetingen zijn ideaal voor toepassingen als compressoren, pompen en ventilatoren en zijn ontwikkeld voor de IEC-markt.

Partners