Robótica

Diodo funciona como motor para micro-robôs

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/03/2007

Diodo funciona como motor para micro-robôs

Vários grupos de cientistas ao redor do mundo estão apostando alto na construção de micro-robôs para operação em meio líquido. O interesse de fundo, obviamente, é a construção de robôs que possam um dia navegar pelo interior do corpo humano, levando medicamentos ou retirando amostras de tecidos para análise. Um robô desse tipo, mas que não possui autonomia de movimentos, já está sendo testado no Japão (veja Robô japonês navega e faz cirurgia no interior do corpo humano).

Mas há interesse nesses robôs aquáticos também para uso industrial, na procura por vazamentos em dutos e até no controle de reações químicas durante a fabricação de produtos.

Propulsão de robôs

Como fazer com que esses robôs se movam é um desafio à parte. Motores e baterias não são uma opção viável, pelo menos no estado atual da tecnologia. Por isso, os cientistas estão procurando alternativas.

Agora, Orlin Velev, da Universidade da Carolina do Norte, Estados Unidos, e Vesselin Paunov, da Universidade de Hull, Inglaterra, descobriram que um simples diodo - um componente semicondutor presente em todos os equipamentos eletrônicos - sob a ação de um campo elétrico, pode funcionar como um motor para micro-robôs com um rendimento excepcional.

Ao ficar sob a ação de um campo elétrico, os diodos retificam a tensão criada entre seus eletrodos e transformam a energia elétrica em energia mecânica, movendo-se ao longo do líquido. O movimento pode se dar no sentido do anodo ou do catodo, dependendo da carga elétrica do líquido onde os diodos estão. Eles flutuam na solução graças à tensão superficial do meio líquido.

"Lab-on-a-chip"

Segundo os pesquisadores, não foi observada a criação de nenhum movimento no líquido e nem a criação de bolhas. Isso torna o mecanismo de propulsão por diodos interessante também para a construção de dispositivos microfluídicos - os famosos microlaboratórios, ou "lab-on-a-chip".

Da mesma forma que a força mecânica criada impulsiona o diodo para a frente, caso diodo seja fixado na parede do microcanal de um microlaboratório ele será capaz de bombear os líquidos existentes no canal.

Propulsão eletrônica

Até agora, as soluções para a propulsão de micro-robôs estavam restritas à área da biomecânica, utilizando cílios ou flagelos de bactérias para movimentar os robôs - veja Bactérias são utilizadas como motores para micro-robôs e Robôs subaquáticos têm propulsão inspirada na biologia.

Esta é o primeiro método de propulsão inteiramente eletrônico e de estado sólido. Além dos diodos-motores, o robô poderá ter ser circuito eletrônico inteiro sendo abastecido pelo campo elétrico externo, da mesma forma que as etiquetas RFID.

Miniaturização

Os menores diodos utilizados são mini-diodos de 1 milímetro de largura. Isso é bastante pequeno mas, para a construção de micro-robôs que possam realmente navegar no interior do corpo humano os pesquisadores terão que construí-los ainda menores.

No sentido inverso, o sistema funciona muito bem para robôs um pouco maiores, na escala de milímetros ou até de centímetros. Conectando vários diodos ao redor de um pequeno disco, os cientistas conseguiram fazê-lo girar ou se movimentar, mostrando que os motores-diodo conseguem empurrar cargas maiores.

No site dos pesquisadores, há vários filmes disponíveis mostrando o movimento do micro-robôs movidos a diodo (veja link abaixo, no quadro Para navegar).

Bibliografia:

Remotely powered self-propelling particles andmicropumps based onminiature diodes
Suk Tai Chang, Vesselin N. Paunov, Dimiter N. Petsev, Orlin D. Velev
Nature Materials
March 2007
Vol.: Vol. 6
DOI: 10.1038/nmat1843
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