p Pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram uma técnica para usar cadeias de nanopartículas magnéticas para manipular polímeros elásticos em três dimensões, que poderia ser usado para controlar remotamente novos "robôs soft". p A capacidade de controlar o movimento de robôs leves, juntamente com sua flexibilidade, oferece aplicações potenciais que variam de tecnologias biomédicas a processos de fabricação. Os pesquisadores estão interessados ​​em usar campos magnéticos para controlar o movimento desses robôs suaves porque isso pode ser feito remotamente - o controle pode ser exercido sem conectar fisicamente ao polímero - e porque os campos magnéticos são facilmente obtidos de ímãs permanentes e eletroímãs.

p Uma equipe de pesquisadores descobriu agora uma maneira de incorporar longas cadeias de partículas de magnetita em nanoescala em folhas de polímero elástico para formar um nanocompósito de polímero magnético. Ao aplicar um campo magnético, os pesquisadores podem controlar a forma como o nanocompósito se curva - tornando-o um robô macio.

p O processo começa com a dispersão de nanopartículas de magnetita - um óxido de ferro - em um solvente. Um polímero é então dissolvido na mistura, que é derramado em um molde para formar a forma desejada. Um campo magnético é então aplicado, fazendo com que as nanopartículas de magnetita se organizem em cadeias paralelas. A solução é seca, travando as correntes no lugar, e o nanocompósito acabado pode ser cortado, para refinar ainda mais sua forma.

p "Usando esta técnica, podemos criar grandes nanocompósitos, em muitas formas diferentes, que pode ser manipulado remotamente, "diz Sumeet Mishra, um Ph.D. estudante da NC State e autor principal de um artigo sobre o trabalho. "As cadeias de nanopartículas nos dão uma resposta aprimorada, e controlando a força e direção do campo magnético, você pode controlar a extensão e a direção dos movimentos dos robôs macios. "

p O mecanismo decorre da estrutura das correntes. Os pesquisadores também construíram um modelo simples para explicar como as nanopartículas em cadeia afetam a resposta mecânica em campos magnéticos.

p "A chave aqui é que as nanopartículas nas cadeias e seus dipolos magnéticos estão dispostos cabeça com cauda, com a extremidade positiva de uma nanopartícula magnética alinhada com a extremidade negativa da próxima, em toda a linha, "diz Joe Tracy, professor associado de ciência e engenharia de materiais na NC State e autor correspondente do artigo. "Em questão está algo chamado anisotropia magnética, que é causado pela montagem das nanopartículas em cadeias. Quando um campo magnético é aplicado em qualquer direção, a corrente se reorienta para se tornar o mais paralela possível ao campo magnético, limitado apenas pelas restrições da gravidade e da elasticidade do polímero. "

p Os pesquisadores acreditam que esta técnica pode ser especialmente atraente para algumas aplicações biomédicas, em comparação com a robótica suave que depende de eletricidade ou luz para controle. "O controle elétrico pode levantar problemas de segurança para algumas aplicações médicas, "diz Mishra." E os sinais elétricos e de luz representam desafios em termos de comunicação desses sinais para dispositivos embutidos no corpo. Campos magnéticos, por outro lado, passam facilmente - e apresentam menos desafios de segurança. "

p Esta técnica usa materiais baratos e amplamente disponíveis, e o processo é relativamente simples e fácil de executar, dizem os pesquisadores.

p O papel, "Atuação seletiva e direcional de filmes de elastômero usando nanopartículas magnéticas em cadeia, "é publicado online no jornal Royal Society of Chemistry Nanoescala .