Robótica

Microgarras manipulam objetos sem usar eletricidade

Microgarras manipulam objetos sem usar eletricidade
Esta imagem mostra uma microgarra transportando um pedaço de tecido bovino capturado de uma amostra colocada no fundo de um tubo de vidro.[Imagem: T. G. Leong and C. L. Randall (Gracias Laboratory, Johns Hopkins University)]

Garras robóticas minúsculas, capazes de capturar partículas do tamanho de um grão de poeira, poderão um dia substituir as tradicionais pinças e lasers em cirurgias delicadas, além de se transformarem em "cirurgiões robóticos" no interior de laboratórios do tamanho de um chip.

Mãos robóticas sem fios

Essas "mãos" robóticas microscópicas têm outra vantagem imbatível: elas são acionadas quimicamente, à distância, sem a necessidade de baterias ou de estarem ligadas a sondas, fios ou fibras ópticas.

Segundo os pesquisadores da Universidade de Maryland e Johns Hopkins, nos Estados Unidos, suas microgarras também poderão ser utilizadas em microfábricas, limpando equipamentos delicados ou em linhas de montagem de máquinas microscópicas, os chamados MEMS.

As microgarras têm o formato aproximado de uma mão, medem cerca de um décimo de milímetro de diâmetro quando totalmente abertas, e funcionam sem a necessidade de eletricidade.

Atuadores termoquímicos

O controle de sua abertura e fechamento é feito pela adição de compostos químicos ou pela variação de temperatura. No laboratório, os cientistas demonstraram que as microgarras podem capturar pequenas partículas, transportá-las para locais distantes com a ajuda de um ímã e liberá-las no local desejado.

A demonstração é o primeiro passo no desenvolvimento de MCMS - Micro Chemo Mechanical Systems, micromáquinas mecânicas acionadas quimicamente, sem a necessidade de energia elétrica e de MTMS Micro Thermo Mechanical Systems, micromáquinas mecânicas acionadas por variação de temperatura.

Nesses dois tipos de equipamentos, a eletricidade dos MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) é substituída por compostos químicos ou pelo calor.

Os cientistas afirmam que, quando totalmente desenvolvidas, as microgarras poderão se tornar uma nova ferramenta importante também no campo da medicina, uma vez que os compostos químicos utilizados em seu acionamento não são tóxicos.

Controle da microgarra robótica sem fios

As juntas de cada um dos "dedos" das microgarras são feitas com finíssimas camadas de cromo e cobre com características mecânicas que as fariam fechar-se totalmente. A adição de uma resina polimérica evita essa propensão ao fechamento automático, mantendo os dedos abertos.

Quando as microgarras chegam ao seu destino, junto às partículas que devem manipular, os dedos podem ser controlados de duas formas.

Na primeira, a elevação da temperatura para 40º C amolece o polímero, fazendo a microgarra se fechar e agarrar a partícula. Depois que ela chega ao destino, movimentada por um campo magnético, basta reduzir novamente a temperatura para que o polímero endureça, fazendo os dedos voltarem à posição aberta e soltarem a partícula.

No segundo método de controle, a temperatura fica constante e a microgarra recebe uma gota de solução de um composto químico não-tóxico que enfraquece o polímero. Quando o trabalho está terminado, um outro composto é utilizado para que o polímero volte a endurecer-se e a microgarra solte sua carga.

Bibliografia:

Pick-and-Place Using Chemically Actuated Microgrippers
Jatinder S. Randhawa, Timothy G. Leong, Noy Bassik, Bryan R. Benson, Matthew T. Jochmans, David H. Gracias
Journal of the American Chemical Society
Vol.: 130 (51), pp 17238-17239
DOI: 10.1021/ja806961p




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