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

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

Wereldprimeur: metaoppervlaklaser produceert eerste superchirale licht

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Basiskennis bedrijfsfinanciën

Het ingenieurshuis - Antwerpen

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

Onderhandelen met impact (online)

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

(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

(29/6) Vlaamse bedrijven krijgen 14,8 miljoen euro voor technologische begeleiding

(29/6) Innovatief zonnepaneel voor grootschalige productie op komst

>> 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...

Verwerking afvalstof lignine tot groene olie in proeffabriek

De groene olie dient als grondstof voor bioplastics, chemicaliën en brandstof. De installatie van Vertoro, een spin-off van TU Eindhoven, is deel van een unieke Multi Purpose Pilot Plant.

Afstand houden en volgen ... - artikel

Nog maar kort geleden leek onze overheid een contacttracing-app op je smartphone te willen installeren als een manier om te sturen in de strijd tegen de verspreiding van Covid-19.

Tom Hautekiet aangesteld als nieuwe CEO Port of Zeebrugge

Na een selectieprocedure en een screening van een 110 potentiële kandidaten door een onafhankelijk extern selectiekantoor, werd Tom Hautekiet gekozen als opvolger van Joachim Coens.

Composieten op zoek naar nieuwe toepassingen - artikel

Nu JEC World in Parijs toch niet doorgaat, klopten we aan bij Linde De Vriese, Team Lead Composites bij het SLC-Lab van Sirris in Heverlee, om te vernemen welke trends de sector beheersen.

ArcelorMittal zoekt partner voor warmtenet in North Sea Port

ArcelorMittal Belgium start deze zoektocht samen met Provincie Oost-Vlaanderen, POM Oost-Vlaanderen, Psychiatrisch Centrum Sint-Jan-Baptist Zelzate en gemeente Zelzate.

Onderzoekers brengen luchtcirculatie Covid-19 beter in kaart

Een unieke luchtopstelling maakt luchtstroom real-time zichtbaar. Dit om het effect van mondkapjes te meten en ventilatie-oplossingen voor het openbaar vervoer en theaters te testen.

Tumar overgenomen door Wilo

De aandeelhouders van Tumar, leverancier en installateur van vuilwaterpompen en dompelmengers in de afvalwatersector, hebben besloten hun familiebedrijf te verkopen aan Wilo.

Lancering een van de eerste Europese volwaardige 5G-testnetwerken

Dit netwerk maakt het mogelijk om de meest geavanceerde toepassingen te testen, zoals AR/VR, hoge snelheid videoverbindingen, zelfrijdende auto's en drones voor industriële toepassingen.

Leybold breidt Turbovac i/iX-familie verder uit

Vacuümspecialist Leybold heeft zijn Turbovac i/iX-serie uitgebreid met de maten 850 i/iX en 950 i/iX tot zes modellen. De twee nieuwe turbomoleculaire pompvarianten worden voornamelijk gekenmerkt door een langere, probleemloze werking, een langere levensduur van het systeem en lagere bedrijfskosten.

Partners