古い磁性繊毛に新しいトリックを教えることが可能であることを示す(Researchers Show It’s Possible to Teach Old Magnetic Cilia New Tricks)

ad

2024-04-24 ノースカロライナ州立大学(NCState)

ノースカロライナ州立大学の研究チームは、室温で磁気特性を変更可能な「再プログラム可能な」磁気繊毛を開発しました。これらの繊毛は、ポリマーに埋め込まれたネオジム磁石微粒子から作られており、外部磁場に対する反応の仕方を調整することができます。当初は一定の動きをするようにプログラムされていますが、交互磁場を使って磁化をリセットし、新たな方向で再磁化することにより、その動きを自在に変更できます。この技術は、ソフトロボティクスやリモート環境での応用が期待されています。

<関連情報>

自己組織化硬磁性繊毛の磁気リプログラミング Magnetic Reprogramming of Self-Assembled Hard-Magnetic Cilia

Matthew R. Clary, Saarah N. Cantu, Jessica A.-C. Liu, Benjamin A. Evans, Joseph B. Tracy
Advanced Materials Technologies  Published: 22 April 2024
DOI:https://doi.org/10.1002/admt.202302243

古い磁性繊毛に新しいトリックを教えることが可能であることを示す(Researchers Show It’s Possible to Teach Old Magnetic Cilia New Tricks)

Abstract

Artificial magnetic cilia are hair-like structures that can respond to magnetic fields. Using hard magnetic materials in magnetic cilia makes possible programming and reprogramming of the magnetization state and corresponding actuation behaviors. Hard-magnetic cilia are fabricated through self-assembly by solvent casting of a slurry of NdFeB microparticles dispersed in a solution of a thermoplastic polyurethane elastomer. These hard-magnetic cilia are capable of attractive and repulsive responses to magnetic fields, determined by the remanent magnetization of the NdFeB microparticles. An array of cilia can be magnetically reprogrammed through immobilization in ice, applying a damped alternating magnetic field first to reduce the remanent magnetization, and then remagnetizing the cilia with a large field. This demagnetization process significantly improves the reprogrammability of the cilia array. Different responses to magnetic fields can be programmed, including spatially nonuniform behaviors. Reprogrammed hard-magnetic cilia exhibit unique behaviors in rotating magnetic fields. After reprogramming the magnetization direction along the width of the cilia, rotation and torsion cause them to slowly coil and then quickly uncoil in a snapping behavior. Modeling the magnetic and elastic torques during actuation provides additional insights and aids the design of magnetic cilia actuators based on hard magnets.

0400電気電子一般
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました