Les ingénieurs de l'Université Rutgers du Nouveau-Brunswick ont ​​créé un gel intelligent imprimé en 3D qui marche sous l'eau, saisit des objets et les déplace.

La création aquatique pourrait conduire à des robots mous qui imitent les animaux marins comme la pieuvre, qui peut marcher sous l'eau et heurter des objets sans les endommager. Cela peut également conduire à un cœur artificiel, estomac et autres muscles, ainsi que des dispositifs de diagnostic des maladies, détecter et livrer des drogues et effectuer des inspections sous-marines.

Les matériaux souples comme le smart gel sont flexibles, souvent moins cher à fabriquer que les matériaux durs et peut être miniaturisé. Les dispositifs faits de matériaux souples sont généralement simples à concevoir et à contrôler par rapport aux dispositifs durs mécaniquement plus complexes.

"Notre gel intelligent imprimé en 3D a un grand potentiel en génie biomédical car il ressemble aux tissus du corps humain qui contiennent également beaucoup d'eau et sont très doux, " a déclaré Howon Lee, auteur principal d'une nouvelle étude et professeur adjoint au Département de génie mécanique et aérospatial. "Il peut être utilisé pour de nombreux types d'appareils sous-marins qui imitent la vie aquatique comme la pieuvre."

L'étude, publié en ligne aujourd'hui dans Matériaux et interfaces appliqués ACS , se concentre sur un hydrogel imprimé en 3D qui se déplace et change de forme lorsqu'il est activé par l'électricité. Hydrogels, qui restent solides malgré leur teneur en eau de plus de 70 pour cent, se trouvent dans le corps humain, couches, lentilles de contact, Jell-O et bien d'autres choses.

Pendant le processus d'impression 3D, la lumière est projetée sur une solution photosensible qui devient un gel. L'hydrogel est placé dans une solution d'eau salée (ou électrolyte) et deux fils fins appliquent de l'électricité pour déclencher le mouvement :marche en avant, inverser le cap et saisir et déplacer des objets, dit Lee. Le marcheur ressemblant à un humain que l'équipe a créé mesure environ un pouce de haut.

La vitesse de déplacement du gel intelligent est contrôlée en changeant ses dimensions (fin est plus rapide que épais), et le gel se plie ou change de forme en fonction de la force de la solution d'eau salée et du champ électrique. Le gel ressemble à des muscles qui se contractent car il est fait d'un matériau souple, a plus de 70 pour cent d'eau et répond à la stimulation électrique, dit Lee.

"Cette étude démontre comment notre technique d'impression 3D peut étendre la conception, la taille et la polyvalence de ce gel intelligent, ", a-t-il déclaré. "Notre technique d'impression 3D à micro-échelle nous a permis de créer des mouvements sans précédent."