НОВОСТИ О ФТОРОПЛАСТАХ

 

Несколько разработок в области биотехнологии основаны на способности манипулировать живой материей на микроскопическом уровне. Однако достижения этих разработок во многом основываются на ловкости экспериментатора и соответствии свойств материала решаемым задачам, что не всегда способствует раскрытию полного потенциала таких разработок.  Например, чтобы захватить клетки и ткани в микрохирургии используются мощности всасывания микропипетки. При этом всегда существует риск повреждения биологического материала из-за жесткости конструкции микропипетки и отсутствующей способности контролировать силу. Кроме того, устройства, приводимые в действие микро- электромоторами или пневматическими системами часто громоздкие, тяжелые, шумные и, при использовании их с людьми, создают дискомфортное ощущение искусственности.

Проект POLYACT, финансируемый ЕС намеревался преодолеть эти ограничения путем производства микроскопических полимерных исполнительных механизмов – микроактюаторов. Производя силу подобную мышцам эти исполнительные механизмы могут обслуживать выполнение многих задач связанных с манипуляцией крошечных мягких и эластичных элементов. Размеры микроактюаторов оказались меньше на 1-2 порядка по сравнению с устройствами существующих технологий.

Мелкосерийное производство.

В POLYACTе разработаны, изготовлены и испытаны два поколения мягких и гибких микроактюаторов и два новых метода их производства. Команда начала свою работу с производства индивидуально контролируемого тонкопленочного микроактюатора на основе твердополимерного электролита PVDF (PVDF SPE), и при этом обнаружила, что без высокой ионной проводимостью не достигается предполагаемая гибкость. Затем команда дополнительно перепроектировала привод и попробовала альтернативу PVDF SPE, в том числе из нагруженных взаимопроникающих полимерных сеток (IPN). Команде также пришлось адаптировать свою технику для обеспечения перехода от системы, использующей металл, к другой, использующей слои полимера с электронной проводимостью, синтезированного электрохимически. Полученные приводы требуют минимальное количество мощности (по порядку от двадцати до тридцати милливатт), а также низкие потенциалы (примерно от одного до двух вольт), что позволяет управлять индивидуально инструментом микроманипуляции к которому подсоединён собственный источника питания.

В начале проекта команда подчеркивала применимость результатов POLYACTа для внутренней биомедицины. В частности, команда указывала на применении устройств в биомедицине вмешательств, но особенно - для использования в технологии дистанционного управления микророботом внутри тела пациента, так как это снижает риск развития хирургической травмы. В любом случае, мягкая технология манипуляций может быть революционной во многих областях, так как лучше соответствует текстуре и консистенции различным биологическим материалам, чем имеющиеся альтернативы.

Вернуться в будущее с «текстильными исполнительными механизмами».

В прошлом году члены команды проекта опубликовал статью в журнале "Science Advances", в которой они сравнивали производство формованных приводов с производством тканей и, отмечая схожести этих процессов они придумали название своему творению "textuators" (текстиль - приводы) для обозначения способа его создания. Эта парадигма позволила команде использовать знания в области производства тканей в части свойств, таких как прочность, гибкость и напряжение, в зависимости от способа изготовления (плетение или ткачество). После того, как будет проверена целесообразность серийного производства изделий, технология POLYACT способна предоставить огромный выбор приложений связывающих приводные устройства с человеком.

В статье в Science Advances упомянуты новшества в области вспомогательных устройств, таких как экзоскелет подобные костюмы, скрытые под одеждой, со встроенными носимых приводами, которые при этом обладают естественным и реалистичным видом. Здесь технология может обеспечить функции мышц, помогая людям с ограниченной подвижностью, таким, как пожилым или инвалидам. Забегая вперед, команда проекта говорит о включение "беспроводных датчиков в ткани", что приведет к обеспечению механизма обратной связи для дальнейшего увеличения уровня пользовательского контроля.