Material, que pode ser reprogramado e desintegrado, foi desenvolvido por cientistas de Hong Kong

Milirrobôs de diferentes formatos (Foto: City University of Hong Kong)

Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade da Cidade de Hong Kong desenvolveu um spray com uma espécie de cola magnética para envolver objetos e transformá-los em milirrobôs, dispositivos de alguns milímetros que podem ser controlados por um campo magnético para “andar”, “engatinhar” e rolar em diferentes superfícies.

Como a cobertura magnética do milirrobô é biocompatível e pode ser transformada em pó, a tecnologia demonstra potencial para aplicações biomédicas como controle do movimento de um catéter ou condução de fármacos a partes específicas do corpo. O estudo foi divulgado em artigo publicado na revista Science Robotics na quarta-feira, 18.

“Nossa ideia é que, colocando essa ‘capa magnética’, podemos transformar qualquer objeto em um robô e controlar sua locomoção. O spray que desenvolvemos pode grudar no objeto-alvo e ‘ativá-lo’ quando conduzido por um campo magnético”, explicou Shen Yajing, principal autor do artigo.

Composto por álcool polivinílico, glúten e partículas de ferro, o M-spray (o M é de “magnético”) pode aderir a superfícies lisas ou ásperas de maneira instantânea. O filme formado por ele varia de 0,1 a 0,25 mm de espessura, fino o bastante para não alterar o tamanho, a forma ou a estrutura dos objetos.

Após cobrirem os objetos com o spray, os cientistas os magnetizavam, para poderem controlar como eles seriam movidos. Essa magnetização é feita quando o spray ainda está líquido, através da aproximação de um ímã, cuja posição em relação ao objeto definirá a direção para onde as partículas magnéticas da cobertura vão apontar. Depois disso, vem o processo de cura térmica, ou seja, a exposição dos objetos ao calor para solidificar a cobertura.

A grande novidade desse estudo é a possibilidade de reprogramar o modo de locomoção dos milirrobôs. Yang Xong, outro autor do artigo, explicou que, em geral, a estrutura inicial de um milirrobô é fixada quando ele é construído, restringindo a versatilidade nos movimentos. Os milirrobôs desse estudo, porém, podem ser reprogramados com o uso de água e a exposição a um campo magnético forte.

Milirrobô que se movia como uma lagarta foi reprogramado para se mover como uma cobra, permitindo que atue em espaços mais limitados (imagem: City University of Hong Kong)

Foram construídos milirrobôs em diferentes formatos, a partir de diferentes materiais. Uma linha de algodão virou o “robô réptil”, que se locomove de forma semelhante a um mede-palmo. Um filme de PDMS (um tipo de polímero) virou o “robô caminhante”, um pedaço de tubo plástico virou o “robô rolador”, e assim por diante. Cada variação tem propriedades que podem ser úteis em diferentes ambientes.

A possibilidade de reprogramar o movimento também se mostrou útil em experimentos com um catéter, um tubo usado para administrar medicamentos diretamente nos vasos sanguíneos. O catéter coberto pelo spray conseguiu realizar curvas fechadas ou suaves sem que o fluxo do líquido sofresse interferências significativas.

Outra característica importante do material da cobertura é que ele pode ser desintegrado, transformado em pó, e então absorvido e excretado pelo organismo, uma vez que seus componentes são biocompatíveis.

Os pesquisadores realizaram testes com coelhos, administrando uma cápsula por via oral e depois acompanhando seu trajeto por meio de ultrassom, com os coelhos anestesiados. Com a cápsula no local desejado, aplicaram um campo magnético para desintegrá-la. Com algumas variações (uma camada extra de álcool polivinílico ou usando níquel em vez de ferro), a equipe conseguiu retardar sua desintegração.

Perguntado pelo Ciência na rua se a umidade ou os fluidos dentro do coelho não podiam interferir no campo magnético dos milirrobôs, já que água é parte método para reprogramá-lo, Shen esclareceu que, para a reprogramação, é necessária também a exposição a um campo magnético muito mais forte do que o utilizado para controlar os movimentos dos milirrobôs.

“Os resultados de nosso experimento indicou que diferentes milirrobôs podem ser construídos com o M-spray e adaptados para vários ambientes, condições de superfície e obstáculos. Esperamos que essa estratégia de construção possa contribuir para o desenvolvimento e a aplicação de milirrobôs em diferentes campos, especialmente para tarefas em espaço limitado”, explicou Shen.

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