Гидрогель управляется при помощи света

Для многих понятие «робот» означает какую-то машину, отдаленно напоминающую животное или человека, созданную из металла, пластмассы, композитных материалов и возможно обтянутую коже образной оболочкой. Однако некоторые исследования ведутся в так называемой области «мягкой робототехники». Исследователи и инженеры при создании новых машин черпают вдохновение у таких существ как осьминоги и кальмары.

Так команда ученых под руководством доцента кафедры биоинженерии Вука Ли разработала и создала гидрогель, который может управляться под действием света. Для его создания исследователи объединили синтетические эластичные белки с листами достаточно нового в электронике материала – графена.

Суть разработки в том, что синтетические белки при охлаждении способны накапливать воду, а при остывании – ее отдавать. Листы же графена при воздействии на них света в инфракрасном диапазоне вырабатывают тепловую энергию.

Когда гидрогель поддается воздействию инфракрасного света, происходит генерация тепловой энергии графеном, которая в свою очередь нагревает синтетический белок. Получается, что со стороны графена белок начинает отдавать воду, а с обратной стороны – поглощать. Такой водный дисбаланс приводит с деформации (сгибанию) всего материала. Явление деформации материала при воздействии на него светового потока даже имеет свое определение – фототропизм.

Ученые создали из гидрогеля что-то наподобие кисти руки. При помощи направленного пучка света им в процессе испытаний удалось сгибать отдельные пальцы и даже отдаленно воспроизводить некоторые жесты. Разработчики говорят, что гидрогель можно будет использовать не только при создании мягких роботов. Его с успехом можно будет применить в медицине для доставки лекарственных препаратов и в тканевой инженерии.