A busca para desenvolver um micro-robô sem fio para aplicações biomédicas requer um "motor" de pequena escala que pode ser alimentado sem fio por meio de meios biológicos. Embora os campos magnéticos possam ser usados ​​para alimentar pequenos robôs sem fio, eles não fornecem seletividade, pois todos os atuadores (os componentes que controlam o movimento) sob o mesmo campo magnético apenas seguem o mesmo movimento. Para resolver essa limitação intrínseca da atuação magnética, uma equipe de pesquisadores alemães desenvolveu uma maneira de usar microbolhas para fornecer a especificidade necessária para alimentar micro-robôs para aplicações biomédicas.

Esta semana em Cartas de Física Aplicada , a equipe descreve esta nova abordagem que oferece várias vantagens em relação às técnicas anteriores.

"Primeiro, aplicando ultrassom em diferentes frequências, vários atuadores podem ser endereçados individualmente; segundo, os atuadores não exigem componentes eletrônicos integrados, o que os torna menores, mais leve e seguro; e terceiro, a abordagem é escalonável para o tamanho submilímetro, "disse Tian Qiu, pesquisador do Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes na Alemanha.

A equipe de pesquisa encontrou algumas surpresas ao longo do caminho. Normalmente um material especial, como um material magnético ou piezoelétrico, é necessário para um atuador. Nesse caso, eles usaram um polímero comercial padrão que simplesmente retém bolhas de ar, e então usou a interface ar-líquido das bolhas presas para converter a potência do ultrassom em movimento mecânico.

"Descobrimos que uma superfície fina (30-120 micrômetros de espessura efetiva) com um padrão topológico apropriado pode fornecer força de propulsão usando ultrassom, e milhares dessas bolhas juntas podem empurrar um dispositivo em escala milimétrica, "Qiu disse." A simplicidade da estrutura e do material para realizar esta tarefa foi uma surpresa agradável. "

A equipe já está ansiosa para desenvolver ainda mais seu atuador.

"Os próximos passos são aumentar a força propulsora da superfície funcional, para integrar o atuador em um dispositivo biomédico útil, e então testá-lo em um ambiente biológico real, incluindo in vivo, "Qiu disse.

A adoção de superfícies microestruturadas como atuadores sem fio abre novas possibilidades promissoras no desenvolvimento de dispositivos miniaturizados e ferramentas para ambientes fluídicos acessíveis por campos de ultrassom de baixa intensidade. Essas superfícies funcionais podem servir como atuadores sem fio prontos para conectar, alimentar dispositivos biomédicos miniaturizados para aplicações como endoscópios ativos.