Detecção de metanol usando um robô de cristal fotônico macio

Atualmente, os robôs são empregados em locais e campos industriais, incluindo resgate em desastres, medicina, segurança e defesa nacional. Os robôs convencionais baseados em metal exercem forte poder operacional devido à construção do corpo rígido com juntas conectadas a atuadores, como motores. No entanto, eles podem ter dificuldade com movimentos flexíveis e podem causar danos durante o mau funcionamento. Recentemente, surgiram “robôs macios” feitos de materiais lisos e flexíveis, mas podem ser mais difíceis de controlar do que os robôs baseados em metal.

Uma equipe de pesquisa composta pelo Dr. Dae-Yoon Kim do Functional Composite Materials Research Center, Dr. Seung-Yeol Jeon do Carbon Composite Materials Research Center e Prof. na Jeonbuk National University (JBNU) conseguiu fabricar um robô macio com uma estrutura Janus e desenvolveu um sensor inteligente para detecção de metanol. O trabalho é publicado na revista Materiais funcionais avançados.

Inspirados pelos movimentos livres de moluscos como o polvo, a equipe de pesquisa adotou um método que permite que os movimentos de um robô macio reajam espontaneamente ao ambiente circundante, em vez de controlá-lo com computação precisa. Ao padronizar dois tipos de filmes de polímeros flexíveis com capacidade de expansão diferente, o robô macio pôde se mover naturalmente na direção desejada de acordo com o ambiente circundante.

Seus movimentos incluem dobrar, dobrar e torcer. Além disso, uma nanoestrutura helicoidal encontrada em insetos como borboletas foi introduzida nos robôs macios, resultando em propriedades de cristal fotônico que refletem seletivamente a luz de várias cores. Quando o robô macio se move devido a mudanças no ambiente ao redor, o usuário pode reconhecer isso facilmente por meio de mudanças de cor.

A exposição excessiva ao metanol causa dores de cabeça, vômitos, tonturas e distúrbios visuais em humanos e pode ser fatal. No entanto, como o metanol é mais de 70% mais barato que o etanol, os casos de uso indevido e abuso estão aumentando após o COVID-19. Os autores desenvolveram um sensor que pode detectar com facilidade e rapidez a contaminação de metanol na água, aplicando o robô de cristal fotônico macio desenvolvido.

O sensor de detecção de metanol usando o robô de cristal fotônico macio é econômico porque pode ser reutilizado várias vezes. O robô não requer eletricidade para operar, portanto pode detectar facilmente o metanol na água em qualquer local. Além disso, as propriedades de polarização circular da nanoestrutura helicoidal do robô macio são difíceis de forjar e alterar, portanto, são muito eficazes para garantir a confiabilidade do produto.

O Dr. Dae-Yoon Kim, do KIST, disse: “Esta pesquisa tem importância na implementação de robôs macios na vida cotidiana. amplamente comercializado”.

Fornecido pelo Conselho Nacional de Pesquisa de Ciência e Tecnologia