(PhysOrg.com) -- Des chercheurs de l'Université Purdue ont créé un "ferropaper" magnétique qui pourrait être utilisé pour fabriquer des "micromoteurs" à faible coût pour les instruments chirurgicaux, petites pincettes pour étudier les cellules et les haut-parleurs miniatures.

Le matériau est fabriqué en imprégnant du papier ordinaire - voire du papier journal - d'un mélange d'huile minérale et de « nanoparticules magnétiques » d'oxyde de fer. Le papier chargé de nanoparticules peut ensuite être déplacé à l'aide d'un champ magnétique.

"Le papier est une matrice poreuse, vous pouvez donc y charger beaucoup de ce matériel, " dit Babak Ziaie, professeur de génie électrique et informatique et de génie biomédical.

La nouvelle technique représente un moyen peu coûteux de fabriquer de petits haut-parleurs stéréo, robots ou moteurs miniatures pour une variété d'applications potentielles, y compris une pince à épiler pour manipuler les cellules et des doigts flexibles pour une chirurgie mini-invasive.

"Parce que le papier est très doux, il n'endommagera pas les cellules ou les tissus, " dit Ziaie. " C'est très peu coûteux à faire. Vous mettez une goutte sur un morceau de papier, et c'est votre actionneur, ou moteur."

Une fois saturé de ce mélange "ferrofluide", le papier est enduit d'un film plastique biocompatible, ce qui le rend résistant à l'eau, empêche le fluide de s'évaporer et améliore les propriétés mécaniques telles que la résistance, rigidité et élasticité.

Les résultats seront détaillés dans un document de recherche présenté lors de la 23e conférence internationale de l'IEEE sur les systèmes micro-électromécaniques du 24 au 28 janvier à Hong Kong. Le papier a été écrit par Ziaie, le doctorant en génie électrique Pinghung Wei et le doctorant en physique Zhenwen Ding.

Parce que la technique est peu coûteuse et ne nécessite pas d'installations de laboratoire spécialisées, il pourrait être utilisé dans les collèges communautaires et les écoles secondaires pour enseigner les microrobots et d'autres principes d'ingénierie et scientifiques, dit Ziaie.

Les particules magnétiques, qui sont disponibles dans le commerce, avoir un diamètre d'environ 10 nanomètres, ou des milliardièmes de mètre, soit environ 1/10, 000e de la largeur d'un cheveu humain. Ferro est l'abréviation de ferreux, ou liés au fer.

"Vous n'auriez pas besoin d'utiliser des nanoparticules, mais ils sont plus faciles et moins chers à fabriquer que les particules de plus grande taille, " a déclaré Ziaie. "Ils sont disponibles dans le commerce à très bas prix."

Les chercheurs ont utilisé un instrument appelé microscope électronique à balayage à émission de champ pour étudier dans quelle mesure le mélange de nanoparticules imprègne certains types de papier.

"Tous les types de papier peuvent être utilisés, mais le papier journal et le papier de soie sont particulièrement adaptés car ils ont une bonne porosité, " dit Ziaie.

Les chercheurs ont façonné le matériau en un petit porte-à-faux, une structure ressemblant à un plongeoir que l'on peut déplacer ou faire vibrer en appliquant un champ magnétique.

« Les actionneurs en porte-à-faux sont très courants, mais généralement ils sont fabriqués à partir de silicium, ce qui est coûteux et nécessite des installations spéciales de salle blanche pour fabriquer, " dit Ziaie. " Donc, l'utilisation du ferro-papier pourrait être très alternative simple. C'est comme 100 fois moins cher que les appareils au silicium maintenant disponibles."

Les chercheurs ont également expérimenté d'autres formes et structures ressemblant à l'origami pour étudier des mouvements plus complexes.