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

Vlaanderen investeert jaarlijks vijf miljoen euro in Open Science

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

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Handhaving van octrooirechten

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

van 26/01/2021 tot 14/12/2021

New dimensions of adaptive manufacturing

B&R online event

woensdag 27 januari 2021

Alternatief fossiele brandstof voor stoomproductie

Webinar

vrijdag 29 januari 2021

Postgraduaat Vastgoedkunde

Leuven of Kortrijk

van 4/02/2021 tot 10/12/2021

Toekomst federaal energiebeleid

Webinar

woensdag 10 februari 2021

'Digital Twin' versterkt maakindustrie?

Online event

vrijdag 12 februari 2021

Keuze van de redactie

(19/1) Gimv verkoopt telecomspecialist OTN Systems

(19/1) VINCI Energies heeft Legendre Conveyors overgenomen

(15/1) Campine start nieuwe antimoonrecyclage

(14/1) Solvay lanceert waterstofplatform

(12/1) Zinksmelter Nyrstar installeert reuzenbatterij voor energieopslag

(11/1) Slimme radar in Gentse haven laat optimaal gebruik windturbines toe

>> 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...

Port of Antwerp beperkt jaarverlies door record containeroverslag

De totale goederenoverslag van Port of Antwerp in 2020 bedroeg 231 miljoen ton cargo, een daling van 3,1%. Dankzij de containeroverslag beperkte de haven de terugvallende totale overslag.

RoboRana bundelt krachten met AI-speler Humain

Door de samenwerking kunnen zij organisaties beter ondersteunen bij succesvolle digitale innovatie door de juiste strategie te verbinden met de meest impactvolle technologie.

Antwerpse Covestro-vestiging verkrijgt ISCC Plus-certificering

Covestro heeft het ISCC (‘International Sustainability & Carbon Certification’) Plus-massabalanscertificaat verkregen voor haar productievestigingen in Antwerpen en Krefeld-Uerdingen.

Nieuwste Airbus A400M geleverd

Enkele maanden na Luxemburg nam ook de Belgische luchtmacht eind december het eerste van zeven Airbus A400M militaire transportvliegtuigen in ontvangst. Dit is de opvolger van de oude C130's.

Nieuwe methode voor efficiëntere omzetting biomassa

Door twee chemische reacties aan elkaar te koppelen, wordt biomassa nu directer en efficiënter omgezet naar bio-aromaten. TNO spin-off Relement gaat de methode in de markt zetten.

Nieuwe certificeringen maken Rockwell Automation ’cyberveiliger’

Omdat industri?le bedrijven hun productie- en IT-systemen steeds meer verbinden, lopen ze ook steeds meer risico door cyberdreigingen die gericht zijn op industriële besturingssystemen.

myPNOZ is nieuwste modulaire veiligheidsrelais van Pilz

Het automatiseringsbedrijf Pilz heeft voor deze veiligheidsrelais een digitaal, compleet concept opgezet - van de bestelling tot de inbedrijfstelling. Dit past volledig bij Industrie 4.0.

Campine start nieuwe antimoonrecyclage

Autobatterijenrecycleur Campine (Beersel) investeerde 4,9 miljoen euro in een unieke installatie om antimoon uit het lood van autobatterijen te recycleren.

B&R vereenvoudigt het beheer van gebruikersgroepen

B&R heeft het centrale gebruikersbeheer op fabrieksniveau vereenvoudigd. Met de mapp UserX softwaremodule is het nu mogelijk diensten op basis van LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) te gebruiken om gecentraliseerd beheer van gebruikers en -groepen te implementeren. Bijvoorbeeld met behulp van Active Directory van Microsoft. >>

Partners