Nieuwe techniek laat robots over water lopen met behulp van door warmte aangedreven bewegingen

Een team onderzoekers van de University of Virginia's School of Engineering and Applied Science heeft een nieuwe fabricagetechniek ontwikkeld, HydroSpread genaamd, waarmee ze ultradunne flexibele robots direct op een wateroppervlak kunnen maken. De nieuwe methode - beschreven in het tijdschrift Science Advances - elimineert een moeilijke productiestap en zou de massaproductie van piepkleine robots voor milieumonitoring en zoek- en reddingsacties mogelijk kunnen maken.

De grootste uitdaging bij het maken van waterlopende zachte robots is dat hun extreem dunne lichamen vaak beschadigd raken tijdens het proces om ze van het stijve oppervlak waar ze gemaakt zijn naar een wateroppervlak over te brengen. De nieuwe techniek - HydroSpread - lost dit probleem op door de film direct op het wateroppervlak te maken. Het proces begint met het aanbrengen van een vloeibare polymeerinkt op een wateroppervlak.

Voor de demonstraties deponeerden de onderzoekers polydimethylsiloxaan (PDMS) op een wateroppervlak, waar het zich verspreidde in perfect uniforme, tweelaagse films. Vervolgens werd een laser gebruikt om de films precies in de gewenste vormen te gieten.

De onderzoekers zeggen dat deze methode nauwkeuriger is dan fabricage op een vast oppervlak. Dit komt doordat het vloeibare substraat (water) de warmte van de laser snel afvoert, waardoor oververhitting, die defecten in de patronen kan veroorzaken, wordt voorkomen.

Ze hebben twee prototypes gemaakt met deze techniek: HydroFlexor, die peddelt met vinachtige bewegingen, en HydroBuckler, die "loopt" met een knikbeweging die waterroofende insecten nabootst. De robots worden voortgestuwd door warmte van een externe infraroodbron, waardoor de twee lagen van de film met verschillende snelheden uitzetten en beweging creëren.

De onderzoekers zeggen dat deze techniek ook toegepast zou kunnen worden in ultradunne films voor draagbare medische apparaten en flexibele componenten voor elektronica van de volgende generatie.