Le plus petit oiseau en origami auto-pliant au monde créé | Les nanotechnologies
Une équipe de scientifiques de l’Université Cornell a créé des actionneurs à mémoire de forme de la taille d’un micron qui permettent à des matériaux 2D atomiquement minces de se plier dans des configurations 3D; tout ce dont ils ont besoin est une secousse rapide de tension; et une fois que le matériau est plié, il conserve sa forme; à titre de démonstration, l’équipe a créé ce qui est le plus petit oiseau origami auto-pliable au monde.
Canard en origami à l’échelle microscopique se transformant à partir d’une feuille plate et tenant sa forme 3D. Crédit d’image: Liu et al.
«Nous voulons avoir des robots microscopiques mais dotés de cerveaux», a déclaré le professeur Itai Cohen, chercheur au Laboratoire de physique atomique et du solide et à l’Institut Kavli de Cornell pour la science à l’échelle nanométrique de l’Université Cornell.
«Cela signifie que vous devez avoir des appendices qui sont entraînés par des transistors complémentaires métal-oxyde-semi-conducteur (CMOS), essentiellement une puce informatique sur un robot de 100 microns de côté.»
«Imaginez un million de robots microscopiques fabriqués sortant d’une tranche qui se plient en forme, rampent librement et s’acquittent de leurs tâches, même en s’assemblant dans des structures plus compliquées. C’est la vision. »
«Le plus dur est de fabriquer les matériaux qui répondent aux circuits CMOS», a-t-il ajouté.
«Et c’est ce que nous avons fait avec cet actionneur à mémoire de forme que vous pouvez piloter avec une tension et lui donner une forme courbée.»
Les machines se replient rapidement, en moins de 100 millisecondes. Ils peuvent également s’aplatir et se replier des milliers de fois. Et ils n’ont besoin que d’un seul volt pour être alimentés en vie.
« Ils fonctionnent par oxydation / réduction électrochimique d’une surface de platine, créant une contrainte dans la couche oxydée qui provoque une flexion », ont déclaré les chercheurs.
«Ils se plient au plus petit rayon de courbure de tout microactionneur à commande électrique (500 nm), sont rapides (fonctionnement en moins de 100 millisecondes) et fonctionnent à l’intérieur de la fenêtre électrochimique de l’eau, évitant la génération de bulles associée au dégagement d’oxygène.»
Les auteurs ont déjà été reconnus par Guinness World Records pour avoir créé le plus petit robot marcheur.
Maintenant, ils espèrent capturer un autre record avec un nouvel oiseau en origami auto-pliable qui ne mesure que 60 microns de large.
Ils travaillent actuellement à intégrer leurs actionneurs à mémoire de forme avec des circuits pour fabriquer des robots marcheurs avec des jambes pliables ainsi que des robots en forme de feuille qui se déplacent en ondulant vers l’avant.
«Ces innovations pourraient un jour conduire à des robots de type nano-Roomba capables de nettoyer les infections bactériennes des tissus humains, des micro-usines capables de transformer la fabrication et des instruments chirurgicaux robotiques dix fois plus petits que les appareils actuels», a déclaré le professeur Cohen.
Les travaux de l’équipe ont été publiés dans la revue Robotique scientifique.
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Qingkun Liu et al. 2021. Actionneurs à mémoire de forme programmables électriquement de la taille d’un micromètre pour la microrobotique de faible puissance. Robotique scientifique 6 (52)
