Los actuadores y sensores integrativos dentro de un solo dispositivo activo ofrecen capacidades convincentes para desarrollar robótica, prótesis de extremidades y herramientas quirúrgicas mínimamente invasivas. Pero la instrumentación de estos dispositivos a microescala está limitada por las tecnologías de fabricación actuales.
Ahora, un equipo de investigadores ha desarrollado una fibra accionable basada en polímero flexible que puede integrarse con materiales inteligentes y materiales compuestos de biodetección. La tecnología puede conducir a avances tecnológicos en campos robóticos suaves y flexibles, lo que podría abrir posibilidades para lograr un control de circuito cerrado para operaciones de alta precisión.
Los detalles de su investigación se publicaron en ACS Applied Engineering Materials el 23 de enero de 2023.
El Dr. Yuanyuan Guo, profesor asociado en el Instituto de Investigación Fronteriza de Ciencias Interdisciplinarias (FRIS) de la Universidad de Tohoku, dirigió el equipo.
Nuestra fibra a microescala, integrada con funciones de activación y detección, podría permitir el uso de catéteres inteligentes”.
Dr. Yuanyuan Guo, Profesor Asociado, Instituto de Investigación Fronteriza de Ciencias Interdisciplinarias de la Universidad de Tohoku
El equipo produjo la fibra aplicando el proceso de estirado térmico de preforma a fibra. La industria de las telecomunicaciones ha empleado el estirado térmico para producir fibras ópticas y, más recientemente, para fabricar fibras multimateriales y multifuncionales para aplicaciones biomédicas. Aunque muchas funciones importantes, como electrodos, óptica y canales, se pueden incorporar dentro de las fibras, se limitan a modalidades pasivas.
Para ofrecer una solución a esta limitación, el equipo incorporó cables de aleación con memoria de forma (SMA). El efecto de memoria de forma de las fibras habilitadas de SMA con alta actuación mecánica.
Además, integraron la fibra con materiales compuestos a base de carbono para permitir la detección bioquímica. Los sensores eran capaces de una sensibilidad intrínsecamente alta hacia las moléculas electroactivas.
Utilizando un modelo de vaso bifurcado, el equipo también logró usar el sensor de fibra accionable para acercarse a los vasos bifurcados y capturar información química localizada con fines de diagnóstico.
De cara al futuro, Guo y su equipo esperan mejorar la libertad de movimiento de la fibra.
Fuente:
Referencia de la revista:
Sato, Y & Guo, Y., (2023) Sensores de fibra accionables habilitados con aleaciones con memoria de forma a través de la fabricación de preforma a fibra. Materiales de Ingeniería Aplicada ACS. doi.org/10.1021/acsaenm.2c00226.
