Ученые из Городского университета Гонконга создали напыляемое покрытие, способное наделять обычные объекты особыми возможностями для биомедицинских приложений. Исследование позволит задействовать минироботов, например, для работы внутри человеческого тела.
Ученые не создавали технологию с нуля, а использовали магнитных минироботов из обычных объектов. Их разработка имеет форму магнитного покрытия «M-спрей» (M-spray). Компоненты покрытия – поливиниловый спирт, глютен, частицы железа – биосовместимы. Покрытие абсорбиируется или выводится из организма.
Спрей прилипает к гладким и текстурированным поверхностям, вне зависимости от их материала. Пленка от M-спрея в толщине не более четверти миллиметра, поэтому форма и размер объекта остаются неизменными.
Разработчики протестировали решение с помощью хлопковых нитей, тонкой пленки и пластиковых трубок. Эти исходные объекты удалось «трансформировать» в мягких роботов, способных передвигаться, ползать и перекатываться под воздействием магнитного поля.
Фактически, режим передвижения можно перепрограммировать по запросу, намочив затвердевшее покрытие т.е. изменить его состояние в клейкое вещество. Затем, применяя сильное магнитное поле, частицы внутри покрытия перераспределяются и перестраиваются. Вслед за этим изменяется и реакция робота.
Кроме изменения скорости и способа движения ученые протестировали технологию для изменения траектории. Они покрыли катетер М-спреем и перепрограммировали режим его движения по воздуху. Объект выполнял как плавные, так и резкие манипуляции, что может помочь избежать травм при введении медицинских устройств в тело человека.
Также М-спреем покрыли капсулы. Устройства под анестезией вводили кроликам и отслеживали их перемещение через желудок с помощью радиологических изображений. Когда капсулы достигали заданной зоны, покрытие распадалось. Это стало возможным благодаря составу М-спрея: он расщепляется на порошок при воздействии магнитного поля или в кислой среде.
Материалы исследования опубликованы в журнале Science Robotics.