Шведским ученым из университета Linköping University удалось успешно напечатать на собственном 3D принтере небольшого робота, меняющего форму под воздействием заряда. Сама по себе новость не привлекла бы внимание, если бы не одно но: размер «робота» составил всего 20 микрон, в то время как аналоги измеряются миллиметрами и даже сантиметрами.

В качестве основы была выбрана технология электроактивного полимера (EAP), которая является движущей силой многих мягких роботизированных устройств. По словам исследователей, попытка уменьшить масштабы приводов EAP часто сталкивается с целым рядом проблем. Методы микротехнологии, такие как фотолитография, способны обеспечить более низкие потенциалы срабатывания и более высокие отношения мощности к весу, но, как правило, требуют сложной обработки. Это затрудняет их интеграцию с текущими рынками и технологиями.

На первом этапе исследования был построен принтер. Основой устройства стал трехосевой программируемый станок с ЧПУ, оборудованный высокоточной системой дозирования жидкости. К дозирующей системе был прикреплен шприц с фиксатором объемом 5 мл, при этом скорость экструзии контролировалась боковым движением станка. Сначала они нанесли слой золота толщиной всего 40 нм на предметное стекло (рабочую пластину), чтобы сформировать проводящее покрытие. Затем исследователи использовали шприц для нанесения одного слоя УФ-отверждаемого уретанакрилатного геля. Гель будет формировать «тело и руки» микроактюатора (робота). Как только гель полностью затвердел под УФ-светом, команда нанесла слой полипиррола (EAP) на другую сторону золотого листа.

Ребятам удалось повторить этот процесс несколько раз, напечатав микроактюаторы длиной от 5000 до 1000 микрон. Самый тонкий микродвигатель, который они разработали, имел толщину всего 20 микрон. Исследователи обнаружили, что они могут приводить в действие устройства с электрическим потенциалом всего 1 В по сравнению с типичными 1 кВ+ для других методов 3D печати. Ученые считают, что их работа демонстрирует большой потенциал для миниатюризации недорогой микробототехники, разработанной с помощью 3D технологий.