На этой неделе в Applied Physics Letters от AIP Publishing команда описывает этот новый подход, который предлагает множество преимуществ по сравнению с предыдущими методами.«Во-первых, применяя ультразвук на разных частотах, можно индивидуально адресовать несколько исполнительных механизмов; во-вторых, исполнительные механизмы не требуют бортовой электроники, которая делает их меньше, легче и безопаснее; и в-третьих, этот подход масштабируется до субмиллиметрового размера, — сказал Тянь Цю, исследователь из Института интеллектуальных систем им.
Макса Планка в Германии.По пути исследовательская группа столкнулась с некоторыми сюрпризами. Обычно для привода требуется специальный материал, например магнитный или пьезоэлектрический. В этом случае они использовали стандартный коммерческий полимер, который просто улавливает пузырьки воздуха, а затем использовали границу раздела захваченных пузырьков воздух-жидкость для преобразования мощности ультразвука в механическое движение.
«Мы обнаружили, что тонкая поверхность (эффективная толщина 30–120 микрометров) с соответствующим топологическим рисунком может обеспечить движущую силу с помощью ультразвука, и тысячи этих пузырьков вместе могут толкать устройство в миллиметровом масштабе», — сказал Цю. «Простота конструкции и материала для выполнения этой задачи приятно удивила».Команда уже с нетерпением ожидает дальнейшего развития своего привода.
«Следующие шаги — увеличить движущую силу функциональной поверхности, интегрировать привод в полезное биомедицинское устройство, а затем протестировать его в реальной биологической среде, в том числе in vivo», — сказал Цю.Использование микроструктурированных поверхностей в качестве беспроводных актуаторов открывает новые многообещающие возможности в разработке миниатюрных устройств и инструментов для жидких сред, доступных с помощью ультразвуковых полей низкой интенсивности.
Эти функциональные поверхности могут служить в качестве готовых к установке беспроводных приводов, питающих миниатюрные биомедицинские устройства для таких приложений, как активные эндоскопы.