Os pés de tubo inspirados em estrelas do mar poderia ajudar os robôs subaquáticos a se enquadrar

A Robótica Soft, que usa materiais flexíveis e deformáveis, é um campo emergente em sistemas autônomos. Recentemente, ele foi aplicado a tarefas de próxima geração, como amostragem profunda com garras robóticas macias-que reagiram forte adesão e descolamento autônomo. A adesão bioinspirada oferece uma solução promissora.

Na natureza, os pés de lagartixa, as proteínas de mexilhão e os copos de sucção de polvo alcançam adesão eficiente e reversível para tarefas subaquáticas, como coleta de objetos, movimento em espaços apertados e fixação de superfície. Inspirados por isso, os pesquisadores desenvolveram métodos de adesão subaquática comutáveis ​​usando unidades químicas, sucção, pressão negativa e forças capilares.

Uma equipe de pesquisadores da Coréia e dos EUA, liderada pelo professor Hyunsik Yoon da Engenharia Química e Biomolecular da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul, desenvolveu com sucesso os pés de tubo inspirado em estrelas do mar para adesão e transporte temporário e comutável. O trabalho deles foi disponibilizado online e foi publicado na revista Avanços científicos.

“Nossa tecnologia inspirada em estrelas do mar pode anexar e destacar a demanda subaquática, assim como os pés do tubo de estrela do mar.

O pé do tubo inspirado em estrelas do mar-projetado através da combinação de dois componentes cilíndricos ligados em série com diferentes propriedades mecânicas-compõe uma boca de hidrogel macio e uma haste rígida. Seu mecanismo subjacente é o seguinte: o cilindro de hidrogel reto altera seletivamente sua forma para uma almofada macia e em concha após o inchaço. O bloco se modifica para se esticar e se espalhar no contato. Eventualmente, essa transformação facilita a adesão desejável do pé para atingir superfícies. Notavelmente, a formação de um vácuo dentro do tubo durante o destacamento resulta em uma forte força de adesão subaquática até 65 kPa.

Os pés de tubo artificial propostos exibem alta histerese de adesão, liberação automática com base em estímulos externos e desapego rápido por atuação pneumática. Neste estudo, os pesquisadores demonstram a funcionalidade de seu adesivo subaquático temporário inspirado nos pés do tubo de estrela do mar através de manipulação subaquática de rochas.

Espera-se que essa tecnologia de adesão subaquática inspirada em estrelas-folhas permitir uma ampla gama de aplicações do mundo real. A aderência reversível e sem cola pode permitir a transferência precisa de chips na fabricação microled, bem como um apego temporário, porém seguro, para patches biomédicos e ferramentas cirúrgicas em ambientes úmidos. Ao combinar forte adesão com fácil lançamento, essa inovação oferece uma solução versátil nos campos industriais e de saúde.

“A tecnologia de adesão inspirada em estrelas do mar poderia desempenhar um papel fundamental no avanço da fabricação de exibição e da engenharia biomédica. Na indústria de exibição, sua aderência precisa e controlável pode permitir transferência de chips altamente confiável em produção microlida, ajudando a criar telas de smartphones, desgastes e desmembráveis ​​mais brilhantes.

“Nos cuidados de saúde, a mesma adesão reversível e sem cola pode levar a manchas biomédicas da próxima geração, sensores vestíveis e ferramentas cirúrgicas que se ligam com segurança à pele ou tecido molhado sem irritação, melhorando o conforto do paciente e os resultados do tratamento”, elabora o Prof. Yoon sobre as possíveis aplicações de suas pesquisas.

Ao oferecer um método de apego forte, mas suave, o presente trabalho pode ajudar a tornar os dispositivos futuros mais magros, mais inteligentes e mais amigáveis.