可食用的Origami执行器使用基于凝的生物塑料
Spencer J Matonis1, Bozhong Zhuang1, Ailla F Bishop1
1Carnegie Mellon University, 5000 Forbes Ave., Pittsburgh, Pennsylvania 15213, United States.
ACS applied polymer materials
|August 17, 2023
概括
研究人员开发了一种新的,对水分有反应的生物塑料,这种生物塑料由凝制成,用于可摄入的医疗器械. 这种食品安全材料使复杂的,自动作用的结构能够在对水分的反应中展开,从而增强设备的功能.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 医疗设备工程 医疗设备工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 可吞的医疗设备需要智能结构,由刺激响应材料制成.
- 水是一种方便的刺激,但在材料的强度,快速执行,可制造性和生物相容性方面存在挑战.
研究的目的:
- 制定和加工适用于可摄入医疗器械的适应水分的生物塑料系统.
- 使用食品安全成分和简单的制造技术,创建复杂的,自动作用的结构.
主要方法:
- 一个基尼-交叉连接的凝生物塑料系统的配方.
- 机械性质的表征 (模,性).
- 使用定制模具和紫外线激光处理,制造具有多个驱动接头的厘米尺度结构.
主要成果:
- 生物塑料系统表现出高机械强度,Young的模量高达1845MPa,性高达52MJ/m3.
- 复杂的3D结构与150多个独立的驱动关节被制造出来.
- 这些结构表现出自我激活,在暴露在水分下变软和展开.
结论:
- 一种强大的,食品安全的,对水分有反应的等生物塑料成功开发出来.
- 材料和制造方法使得可食用医疗器械的复杂,自动执行的结构可以创建.
- 这些结构消除了对外部刺激或单独执行组件的需求,简化了设备设计.
