Микро-щупальца могут захватывать мелкие объекты без ущерба для них

Если бы вам пришлось захватить и удерживать маленький, нежный объект, например, кровеносный сосуд, делая это с помощью традиционного пинцета, наверняка процесс оказался бы очень кропотливым, а излишнее давление может легко повредить удерживаемый объект. Для решения подобной задачи ученые из Университета штата Айова разработали миниатюрные, свертывающиеся щупальца. Они способны удерживать даже муравья, не повреждая его при этом.

Щупальца сделаны из полидиметилсилоксанового (PDMS) эластомера в виде миниатюрных трубок длиной всего 8 мм и около четверти миллиметра в поперечнике. Для того, чтобы сделать такие трубки, исследователи погружают в ванну с жидким PDMS цилиндрический шаблон в форме стержня. Затем покрытый жидким эластомером шаблон вытаскивают из ванны и оставляют для отверждения в горизонтальном положении. Под действием силы тяжести часть желеобразного эластомера стекает вниз шаблона, что делает покрытие тоньше на верхней стороне и толще на на нижней.

После того, как эластомер принимает консистенцию мягкой резины, его снимают с шаблона. В результате получается полая микротрубка. Один конец этой трубки затем закупоривается, в то время как через другой конец будет подаваться воздух. Поскольку стенки на одной стороне толще, чем с другой, трубка скручивается в направлении тонкой стороны и твердеет при подаче воздуха под давлением.

Для того, чтобы управлять процессом скручивания, кусок PDMS добавляется к основанию микротрубки на внешней тонкой стороне. Это добавляет структурную поддержку в этой области, останавливая скручивание, и усиливает скручивание в последующей части трубки.