Method Article

Czterowymiarowy druk miękkich robotów na bazie hydrożelu reagujących na bodźce

DOI:

10.3791/64870

⸱

January 13th, 2023

 ,  ,  ,  , 
1Department of Mechanical Systems Engineering, Sookmyung Women's University, 2Department of Biological Sciences, Sookmyung Women's University, 3Institute of Advanced Materials and Systems, Sookmyung Women's University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten manuskrypt opisuje strategię druku 4D do produkcji inteligentnych, miękkich robotów reagujących na bodźce. Takie podejście może stanowić podstawę ułatwiającą realizację inteligentnych, miękkich systemów robotycznych z możliwością transformacji kształtu, w tym inteligentnych manipulatorów, elektroniki i systemów opieki zdrowotnej.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Obecny protokół opisuje tworzenie czterowymiarowych (4D), zależnych od czasu, zmiennych kształtów, reagujących na bodźce miękkich robotów przy użyciu trójwymiarowej (3D) metody biodruku. Ostatnio techniki druku 4D są szeroko proponowane jako innowacyjne nowe metody opracowywania miękkich robotów przekształcających kształt. W szczególności zależna od czasu transformacja kształtu 4D jest istotnym czynnikiem w miękkiej robotyce, ponieważ umożliwia skuteczne funkcje we właściwym czasie i miejscu, gdy są wyzwalane przez sygnały zewnętrzne, takie jak ciepło, pH i światło. Zgodnie z tą perspektywą, materiały reagujące na bodźce, w tym hydrożele, polimery i hybrydy, mogą być drukowane w celu realizacji inteligentnych, miękkich systemów robotycznych z możliwością transformacji kształtu. Obecny protokół może być wykorzystany do wytwarzania wrażliwych termicznie miękkich chwytaków składających się z hydrożeli na bazie N-izopropylacrylamidu (NIPAM), o całkowitych rozmiarach od milimetrów do centymetrów długości. Oczekuje się, że badanie to dostarczy nowych kierunków realizacji inteligentnych miękkich systemów robotycznych do różnych zastosowań w inteligentnych manipulatorach (np. chwytakach, siłownikach i maszynach typu pick-and-place), systemach opieki zdrowotnej (np. kapsułki z lekami, narzędzia do biopsji i mikrochirurgii) oraz elektronice (np. czujniki do noszenia i fluidyka).

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Rozwój miękkich robotów reagujących na bodźce jest ważny zarówno z technicznego, jak i intelektualnego punktu widzenia. Termin miękkie roboty reagujące na bodźce zazwyczaj odnosi się do urządzeń/systemów składających się z hydrożeli, polimerów, elastomerów lub hybryd, które wykazują zmiany kształtu w odpowiedzi na sygnały zewnętrzne, takie jak ciepło, pH i światło1,2,3,4. Wśród wielu miękkich robotów reagujących na bodźce, miękkie roboty na bazie hydrożelu N-izopropylacrylamidu (NIPAM) wykonują pożądane zadania lub interakcje za pomocą spontanicznej transformacji kształtu5,6,7,8. Ogólnie rzecz biorąc, hydrożele na bazie NIPAM wykazują niską temperaturę krytyczną roztworu (LCST), a zmiany właściwości pęcznienia (hydrofilowość poniżej LCST) i pęcznienia (hydrofobowość powyżej LCST) zachodzą wewnątrz układu hydrożelowego w pobliżu temperatur fizjologicznych między 32 °C a 36 °C9,10. Ten odwracalny mechanizm pęcznienia i pęcznienia w pobliżu ostrego krytycznego punktu przejścia LCST może generować transformację kształtu miękkich robotów hydrożelowych opartych na NIPAM2. W rezultacie, reagujące termicznie miękkie roboty hydrożelowe na bazie NIPAM usprawniły operacje, takie jak chodzenie, chwytanie, czołganie się i wykrywanie, które są ważne w wielofunkcyjnych manipulatorach, systemach opieki zdrowotnej i inteligentnych czujnikach2,3,4,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21.

W produkcji miękkich robotów reagujących na bodźce, szeroko stosowane są podejścia do drukowania trójwymiarowego (3D) przy użyciu bezpośredniego procesu addytywnego warstwa po warstwie22. Za pomocą druku 3D można drukować różne materiały, takie jak tworzywa sztuczne i miękkie hydrożele23,24. Ostatnio druk 4D został szeroko podkreślony jako innowacyjna technika tworzenia programowalnych kształtowo miękkich robotów25,26,27,28. Ten druk 4D opiera się na druku 3D, a kluczową cechą druku 4D jest to, że struktury 3D mogą zmieniać swoje kształty i właściwości w czasie. Połączenie druku 4D i hydrożeli reagujących na bodźce zapewniło kolejną innowacyjną drogę do tworzenia inteligentnych urządzeń 3D, które zmieniają kształt w czasie pod wpływem odpowiednich bodźców zewnętrznych. takie jak ciepło, pH, światło oraz pola magnetyczne i elektryczne25,26,27,28. Rozwój tej techniki druku 4D przy użyciu różnorodnych hydrożeli reagujących na bodźce dał szansę na pojawienie się miękkich robotów przekształcających kształt, które wykazują wielofunkcyjność z poprawioną szybkością reakcji i czułością sprzężenia zwrotnego.

To badanie opisuje tworzenie sterowanego drukiem 3D, termicznie reagującego, miękkiego chwytaka, który wyświetla transformację kształtu i poruszanie się. Warto zauważyć, że opisana konkretna procedura może być wykorzystana do wytwarzania różnych wielofunkcyjnych miękkich robotów o ogólnych rozmiarach od milimetra do centymetra długości. Wreszcie, oczekuje się, że protokół ten może być stosowany w kilku dziedzinach, w tym w miękkich robotach (np. inteligentnych siłownikach i robotach lokomocyjnych), elastycznej elektronice (np. czujniki optoelektryczne i lab-on-a-chip) oraz systemach opieki zdrowotnej (np. kapsułki do dostarczania leków, narzędzia do biopsji i urządzenia chirurgiczne).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Miękki chwytak reagujący na bodźce składał się z trzech różnych typów hydrożeli: hydrożelu na bazie akrylamidu (AAm) niereagującego na bodźce, hydrożelu na bazie N-izopropyloakrylamidu (NIPAM) reagującego termicznie oraz ferrogela reagującego magnetycznie (Rysunek 1). Trzy tusze hydrożelowe zostały przygotowane poprzez modyfikację wcześniej opublikowanych metod29,30,31. Dane przedstawione w tym badaniu są dostępne na żądanie u autora korespondencyjnego.

1. Przygotowanie farb hydrożelowych

  1. Atramenty hydrożelowe na bazie AAm niereagujące na bodźce (Rysunek 1A)
    1. Rozcieńczyć akryloamid (AAm), środek sieciujący N, N'-metylenobisakryloamid (BIS) (patrz tabela materiałów) i fotoinicjator 2-hydroksy-4'-(2-hydroksyetoksy)-2-metylopropiofenon (patrz tabela materiałów) w wodzie destylowanej (DI) za pomocą mieszadła magnetycznego przez 24 godziny.
    2. Wirować środek rozrzedzający ścinanie, nanoglinkę laponitu RD i barwnik O-metakrylanu fluoresceiny (patrz tabela materiałów) z prędkością 1,150 obr./min przez co najmniej 6 godzin, aż do całkowitego rozcieńczenia.
    3. Przygotować ciężary właściwe tuszu hydrożelowego na bazie AAm na łączne 20 ml bazy roztworu: 1,576 g AAm, 0,332 g BIS, 1,328 g laponitu RD, 0,166 g fotoinicjatora, 0,1 mg NaOH, 0,1 mg O-metakrylanu fluoresceiny (patrz tabela materiałów) i 16,594 g wody DI.
    4. Po całkowitym rozcieńczeniu przenieś tusz hydrożelowy na bazie AAm do pustego wkładu do druku 3D (patrz Tabela materiałów) za pomocą strzykawki.
  2. Atramenty hydrożelowe na bazie NIPAM reagujące na bodźce (Rysunek 1B)
    1. Rozcieńczyć N-izopropyloakrylamid (NIPAM), poli-N-izopropyloakryloamid (PNIPAM) i fotoinicjator (patrz Tabela materiałów) w wodzie demineralizowanej za pomocą mieszadła magnetycznego przez 24 godziny.
    2. Wirować środek rozrzedzający ścinanie, nanoglinkę laponitu RD i barwnik fluoresceinowo-rodaminowy 6G z prędkością 1,150 obr./min przez co najmniej 6 godzin, aż do całkowitego rozcieńczenia.
    3. Przygotować ciężary właściwe tuszu hydrożelowego na bazie NIPAM na łączną ilość 20 ml bazy roztworu: 1,692 g NIPAM, 0,02 g pNIPAM, 1,354 g laponitu RD, 0,034 g fotoinicjatora, 0,1 mg rodaminy 6G (patrz tabela materiałów) i 16,92 g wody DI.
    4. Po całkowitym rozcieńczeniu przenieś tusz hydrożelowy na bazie NIPAM do pustego wkładu do druku 3D za pomocą strzykawki.
  3. Atramenty ferrożelowe (Rysunek 1C)
    1. Przygotować roztwór A: Rozcieńczyć akryloamid (AAm) i środek sieciujący, N, N'-metylenobisakryloamid (BIS), tlenek żelaza (Fe2O3) i N, N, N', N'-tetrametyloetylenodiamina (TMEDA) (patrz tabela materiałów) w wodzie DI.
    2. Weź pod uwagę procent masy właściwej (wt%) materiałów: 71% AAm, 3,5% BIS i 25,5% Fe2O3 w1,2 ml wody DI z 10 μl akceleratora TMEDA.
    3. Przygotuj roztwór B: Rozcieńczyć 0,8 g nadsiarczanu amonu (APS, patrz tabela materiałów) w 10 ml wody demineralizowanej.
    4. W celu polimeryzacji przenieść 200 μl roztworu A i 5 μl roztworu B do probówki mikrowirówkowej.
    5. Wiruj probówkę mikrowirówki przez 20 sekund.

2. Optymalizacja konstrukcji miękkiego chwytaka hybrydowego

UWAGA: Eliptyczny miękki chwytak hybrydowy składa się z zewnętrznej warstwy hydrożelu na bazie AAm, wewnętrznej warstwy hydrożelowej na bazie NIPAM i górnej warstwy żelaza (Rysunek 1D). Cały eliptyczny miękki chwytak hybrydowy został stworzony przy użyciu oprogramowania AutoCAD (patrz Tabela materiałów).

  1. Dwuwymiarowa konstrukcja warstwy hydrożelu na bazie AAm
    1. Narysuj eliptyczny kształt z osią pionową 24 mm i osią poziomą 20 mm w najbardziej zewnętrznej części.
    2. Narysuj kolejny kształt eliptyczny o osi pionowej 20,8 mm i osi poziomej 16,8 mm z tym samym punktem środkowym, co kształt narysowany w kroku 2.1.1.
    3. Narysuj trzypunktowy łuk przechodzący przez punkty (−8.24, 2), (0, 6) i (8.24, 2) od punktu środkowego elipsy.
    4. Przytnij małą górną część zaćmienia przedzieloną łukiem.
  2. Dwuwymiarowa warstwa hydrożelu na bazie NIPAM
    1. Narysuj owal o osi pionowej 20,2 mm i osi poziomej 16,4 mm z tym samym punktem środkowym, co kształt narysowany w kroku 2.1.1.
    2. Narysuj elipsę o osi pionowej 16,16 mm i osi poziomej 13,12 mm z tym samym punktem środkowym, co kształt narysowany w kroku 2.1.1.
    3. Narysuj trzypunktowy łuk przechodzący przez punkty (−7.86, 1.83), (0, 5.6) i (7.86, 1.83) od punktu środkowego elipsy.
    4. Narysuj trzypunktowy łuk przechodzący przez punkty (−5.47, 1.64), (0, 3.18) i (5.47, 1.64) od punktu środkowego elipsy.
    5. Przytnijmała górna część elipsy podzielona łukami.
    6. Aby utworzyć cokół, narysuj łuk z dwoma punktami oddalonymi od punktu środkowego o (−4.75, −2.71) i (4.75, −2.71) jako oba punkty końcowe i jeden punkt od punktu środkowego w (0, -4.59).
  3. Dwuwymiarowa konstrukcja warstwy ferrokielowej
    1. Narysuj trzypunktowy łuk przechodzący przez punkty (−7, 4.92), (0, 9.2) i (7, 4.92) od punktu środkowego elipsy.
    2. Narysuj trzypunktowy łuk przechodzący przez punkty (−7, 4.92), (0, 7.6) i (7, 4.92) od punktu środkowego elipsy.
  4. Dwuwymiarowa konstrukcja końcówek chwytaka
    1. Aby wykonać część chwytakową chwytaka, odetnij 0,8 mm z każdej strony od linii środkowej u dołu elipsy.
  5. Trójwymiarowa hybrydowa konstrukcja chwytaka
    1. Aby przekształcić ogólną konstrukcję chwytaka hybrydowego 2D w 3D, wyciśnij cokół responsywnego żelu o 0,8 mm i wyciśnij nieresponsywny żel, przecięty owal responsywnego żelu i ferrogela o 2,5 mm.

3. Trójwymiarowy wydruk miękkiego chwytaka hybrydowego

  1. Wygeneruj G-code30 dla każdej struktury utworzonej w kroku 2 za pomocą oprogramowania Slic3r (patrz Tabela materiałów) o wysokości warstwy 0,4 mm, prędkości drukowania 10 mms−1 i gęstości wypełnienia 75%. Edytuj plik G-code za pomocą dwóch głowic drukujących.
  2. Zapisz plik G-code na bezpiecznej karcie cyfrowej (SD) i podłącz go do drukarki 3D (patrz Tabela materiałów), aby wygenerować ścieżki drukowania miękkiego chwytaka.
  3. Podłącz regulator ciśnienia pompy powietrza do drukarki 3D.
  4. Wybierz końcówki dysz o średnicach 0,25 mm i 0,41 mm odpowiednio dla hydrożelu na bazie NIPAM i hydrożelu na bazie AAm.
  5. Podłącz wkład hydrożelowy na bazie AAm do dyszy 1, a wkład hydrożelowy na bazie NIPAM do dyszy 2.
  6. Sprawdź, czy dwie głowice drukujące wkładów znajdują się w tym samym położeniu na osi z.
  7. Skalibruj precyzyjnie współrzędne X i Y, aby uniknąć niewspółosiowości między dwiema dyszami.
  8. Ustaw ciśnienie drukowania na 20-25 KPa dla hydrożelu na bazie AAm i na 10-15 KPa dla hydrożelu na bazie NIPAM.
  9. Powtórz kroki 3.5-3.8, gdy każda próbka jest całkowicie wydrukowana (Rysunek 2A).

4. Fotoutwardzanie UV miękkiego chwytaka hybrydowego

  1. Przed fotoutwardzaniem UV wstrzyknij reagujące na pole magnetyczne atramenty ferrogelowe (przygotowane w kroku 1.3) do docelowego obszaru cienkich otworów miękkiego chwytaka wydrukowanego w 3D za pomocą strzykawki.
  2. Po wstrzyknięciu ferrożelu należy umieścić konstrukcję chwytaka w komorze źródła promieniowania UV o długości fali 365 nm na 6 minut. Ustalić natężenie światła UV na 4,9 mJ/s.
  3. Po fotoutwardzeniu UV przenieś strukturę chwytaka do łaźni wodnej DI na co najmniej 24 godziny, aż osiągnie całkowicie spuchnięty stan równowagi (Rysunek 2B-D).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hydrożel na bazie NIPAM był przede wszystkim brany pod uwagę podczas projektowania miękkiego chwytaka reagującego termicznie, ze względu na jego ostry LCST, który powoduje, że wykazuje on znaczące właściwości pęcznienia i pęcznienia9,10. Ponadto hydrożel na bazie AAm został uznany za system niereagujący na bodźce, aby zmaksymalizować transformację kształtu miękkiego chwytaka hybrydowego, jednocześnie zmniejszając rozwarstwienie interfejsu podczas wielu procesów o...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Jeśli chodzi o wybór materiału dla miękkiego chwytaka hybrydowego, najpierw przygotowano wielofunkcyjny system materiałowy składający się z hydrożelu na bazie AAm, hydrożelu na bazie NIPAM reagującego termicznie i ferrogelu reagującego na magnes, aby umożliwić miękkiemu chwytakowi hybrydowemu wykazywanie programowalnej lokomocji i transformacji kształtu. Ze względu na swoje wrażliwe termicznie właściwości pęcznienia i pęcznienia, hydrożele na bazie NIPAM wykazują zginanie, fałdowanie lub marszczenie, gdy są wytwarzane ja...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy dziękują za wsparcie ze strony grantu Narodowej Fundacji Badawczej Korei (NRF) ufundowanego przez rząd koreański (MSIT) (No.2022R1F1A1074266).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenoneSigma Aldrich410896-50GIrgacure 2959, fotoinicjator
3D WOX 2Xsindohn/adrukarka 3D do wytwarzania labiryntu
AkrylamidSigma-Aldrich29-007≥ 99%
Kompresor aerografuWilTecAF18-2
Nadsiarczan amonuSigma AldrichA4418
Auto CADAutodeskn/aoprogramowanie do pliku do komputerowego wspomagania projektowania BLX
UV sieciownikBIO-LINKU01-133-565
KartridżCELLINKCSC010300102
Mieszanie cyfrowe Gorąco TalerzeCorning6798-420D
Fluoresceina O-metakrylanSigma Aldrich568864barwnik żelu AAm
INKREDIBLE+ biodrukarkaCELLINKn/a
Tlenek żelaza(III) czerwonyDUKSAN nauka ogólnaI0231
Laponit RDBYKbeznanogliny
Rurka do mikrowirówkiSPL60615
Mikro mieszadłoprętowe Cowie27-00360-08
N, N, N', N'-tetrametyloetylenodiaminaSigma AldrichT7024-100ML
N, N'-metylenobisakryloamidSigma AldrichM7279≥ 99,5%
N-izopropylokryloamidSigma-Aldrich415324-50G
Poli(N-izopropylacrylamid)Sigma-Aldrich535311
Rodamina 6GSigma AldrichR4127barwnik żelu NIPAM
Oprogramowanie Slic3r (v1.2.9)Slic3rbezoprogramowania typu open source do konwersji pliku .stl na gcode
Kulki wodorotlenku soduSigma AldrichS5881
Sterylne, precyzyjne, stożkowe dysze do biodrukuCELLINKNZ327000500122 G, 25 G
StrzykawkaKoreańska szczepionkaK0741538910 CC 21 G (1-1/4 cala)
Mieszalnik wirowyDAIHANDH.
WVM00030

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gracias, D. H. Stimuli responsive self-folding using thin polymer films. Current Opinion in Chemical Engineering. 2 (1), 112-119 (2013).
  2. Zhang, Y. S., Khademhosseini, A. Advances in engineering hydrogels. Science. 356 (6337), (2017).
  3. Erol, O., Pantula, A., Liu, W., Gracias, D. H. Transformer hydrogels: A review. Advanced Materials Technologies. 4 (4), 1900043(2019).
  4. Liu, X., Liu, J., Lin, S., Zhao, X. Hydrogel machines. Materials Today. 36, 102-124 (2020).
  5. Hu, Z., Zhang, X., Li, Y. Synthesis and application of modulated polymer gels. Science. 269 (5223), 525-527 (1995).
  6. Klein, Y., Efrati, E., Sharon, E. Shaping of elastic sheets by prescription of non-Euclidean metrics. Science. 315 (5815), 1116-1120 (2007).
  7. Kim, J., Hanna, J. A., Byun, M., Santangelo, C. D., Hayward, R. C. Design responsive buckled surfaces by halftone gel lithography. Science. 335 (6073), 1201-1205 (2012).
  8. Breger, J. C., et al. Self-folding thermo-magnetically responsive soft microgrippers. ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (5), 3398-3405 (2015).
  9. Schild, H. G. Poly (N-isopropylacrylamide): Experiment, theory and application. Progress in Polymer Science. 17 (2), 163-249 (1992).
  10. Ahn, S., Kasi, R. M., Kim, S. -C., Sharma, N., Zhou, Y. Stimuli-responsive polymer gels. Soft Matter. 4, 1151-1157 (2008).
  11. Stuart, M. A., et al. Emerging applications of stimuli-responsive polymer materials. Nature Materials. 9, 101-113 (2010).
  12. Ionov, L. Biomimetic hydrogel-based actuating systems. Advanced Functional Materials. 23 (36), 4555-4570 (2013).
  13. Ghosh, A., et al. Stimuli-responsive soft untethered grippers for drug delivery and robotic surgery. Frontiers in Mechanical Engineering. 3, 7(2017).
  14. Kirillova, A., Ionov, L. Shape-changing polymers for biomedical applications. Journal of Materials Chemistry B. 7, 1597-1624 (2019).
  15. Le, X., Lu, W., Zhang, J., Chen, T. Recent progress in biomimetic anisotropic hydrogel actuators. Advanced Science. 6 (5), 1801584(2019).
  16. Xu, W., Gracias, D. H. Soft three-dimensional robots with hard two-dimensional materials. ACS Nano. 13 (5), 4883-4892 (2019).
  17. Yoon, C. K. Advances in biomimetic stimuli responsive soft grippers. Nano Convergence. 6, 20(2019).
  18. Lee, Y., Song, W. J., Sun, J. Y. Hydrogel soft robotics. Materials Today Physics. 15, 100258(2020).
  19. Shen, Z., Chen, F., Zhu, X., Yong, K. T., Gu, G. Stimuli-responsive functional materials for soft robotics. Journal of Materials Chemistry B. 8, 8972-8991 (2020).
  20. Kim, H., et al. Shape morphing smart 3D actuator materials for micro soft robot. Materials Today. 41, 243-269 (2020).
  21. Ding, M., et al. Multifunctional soft machines based on stimuli-responsive hydrogels: From freestanding hydrogels to smart integrated systems. Materials Today Advances. 8, 100088(2020).
  22. Wang, X., Jiang, M., Zhou, Z., Gou, J., Hui, D. 3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective. Composites Part B: Engineering. 110, 442-458 (2017).
  23. Bartlett, N. W., et al. A 3D-printed, functionally graded soft robot powered by combustion. Science. 349 (6244), 161-165 (2015).
  24. Wehner, M., et al. An integrated design and fabrication strategy for entirely soft, autonomous robots. Nature. 536, 451-455 (2016).
  25. Tibbits, S. 4D printing: Multi-material shape change. Architectural Design. 84 (1), 116-121 (2014).
  26. Gladman, A. S., Matsumoto, E. A., Nuzzo, R. G., Mahadevan, L., Lewis, J. A. Biomimetic 4D printing. Nature Materials. 15, 413-418 (2016).
  27. Momeni, F., Hassani, S. M., Liu, X., Ni, J. A review of 4D printing. Materials & Design. 125, 42-79 (2017).
  28. Ionov, L. 4D biofabrication: Materials, methods, and applications. Advanced Healthcare Materials. 7 (17), 1800412(2018).
  29. Liu, J., et al. Dual-gel 4D printing of bioinspired tubes. ACS Applied Materials & Interfaces. 11 (8), 8492-8498 (2019).
  30. Son, H., et al. Untethered actuation of hybrid hydrogel gripper via ultrasound. ACS Macro Letters. 9 (12), 1766-1772 (2020).
  31. Ding, Z., Salim, A., Ziaie, B. Squeeze-film hydrogel deposition and dry micropatterning. Analytical Chemistry. 82 (8), 3377-3382 (2010).
  32. Ongaro, F., et al. Autonomous planning and control of soft untethered grippers in unstructured environments. Journal of Micro-Bio Robotics. 12, 45-52 (2017).
  33. Scheggi, S., et al. Magnetic motion control and planning of untethered soft grippers using ultrasound image feedback. 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). IEEE. , 6156-6161 (2017).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Four Dimensional PrintingStimuli Responsive HydrogelsSoft Robots3D BioprintingShape TransformationThermally Responsive GripperN Isopropylacrylamide HydrogelMagnetic LocomotionHydrogel Ink PreparationUV Photocuring

Related Articles