Ricercatori hanno stampato in 3D attuatori biodegradabili a base di alghe

Gli attuatori sono stati tradizionalmente realizzati utilizzando polimeri sintetici, gomme e plastica. Tali materiali forniscono robot morbidi con lunghe vite operative e strutture stabili, ma possono comportare rischi per l’ambiente se persi o danneggiati durante l’uso. I ricercatori della Carnegie Mellon University, College of Engineering, stanno cercando di ridurre al minimo questo rischio creando nuovi modi per costruire robot naturalmente decomponibili, utilizzando alghe.

Un team interdisciplinare della Carnegie Mellon University, guidato dai docenti Victoria Webster-Wood e Adam Feinberg, in collaborazione con Carmel Majidi e Lining Yao, sta sviluppando nuovi modi per fabbricare attuatori biodegradabili per applicazioni marine. Usando un bio-inchiostro fatto di materiali provenienti da comuni alghe brune, il team di ricerca ha identificato progetti e parametri di stampa che consentono di stampare strutture a tenuta stagna utilizzando il metodo FRESH Printing.

“Siamo molto entusiasti di espandere la capacità di fabbricazione del metodo FRESH Printing e di ottimizzarlo per applicazioni di robotica morbida”, ha spiegato Wenhuan Sun, studente in ingegneria meccanica. “I vantaggi unici di FRESH consentono di creare strutture robotiche con una combinazione di proprietà insolite”.

Il loro approccio, recentemente pubblicato su Advanced Functional Materials, consente la fabbricazione di attuatori su piccola scala e molto morbidi che possono estendersi, piegarsi e torcersi. Possono anche essere combinati in strutture per la presa e il posizionamento. Gli inchiostri a base di alghe utilizzati dal team di ricerca si basano sul calcio per reticolare e formare gel, consentendo ai ricercatori di sfruttare le proprietà del materiale per creare attuatori che possono cambiare forma e rigidità variando il grado di reticolazione negli attuatori.

“Come bilanciamo la necessità di strutture robotiche morbide avanzate con il potenziale impatto ambientale che deriva dalla loro creazione? Riteniamo che gli attuatori biodegradabili stampati utilizzando FRESH siano una soluzione promettente e siamo entusiasti di continuare a migliorare”, ha affermato Ravesh Sukhnandan, studente in ingegneria meccanica.

Oltre alla loro funzionalità robotica, gli attuatori sono completamente biodegradabili, degradandosi in condizioni oceaniche naturali entro sette giorni. Gli attuatori possono anche essere consumati in modo sicuro dagli organismi marini, il che significa che, se persi o danneggiati durante l’uso, gli attuatori presentano un rischio minimo per l’ambiente.