イタリア工科大学の研究者は、「ハンガー」と呼ばれる植物の葉のマイクロリング構造に基づいて、柔らかく生分解性で溶解性のあるベルクロを開発しました。
チームは、新しく作られた材料を使用して、栽培された植物の健康状態を監視し、必要に応じて薬と栄養を提供する小さなデバイスを構築しました。 すべては研究プロジェクトの文脈で CommunicationsMaterials誌に掲載されました。
ベルクロ、小さな星の誕生
ベルクロの作成者は、George de Mestral というスイスのエンジニアでした。 1948 年、デ メストラルは XNUMX 週間の休暇を取り、狩猟に出かけました。アイリッシュ ポインターと一緒にジュラ山脈をハイキングしているときに、野生のゴボウの種に苦しめられました。 それらの惨めな人たちは、彼の服と犬の毛皮の両方に容赦なく付着しました。 粘り強い、とても粘り強い。
デメストラルが顕微鏡でそれらのいくつかを調べたいと思ったところまで。
彼は、それぞれの種の外側が何百もの小さなフックで覆われていて、糸の輪や犬の場合は毛皮に引っかかっていることに気付きました。 そして彼にある考えが浮かびました。 ベルクロが誕生しました (フランス語の VELours、「ベルベット」と CROchet、「フック」から)。
1960 年に導入されたベルクロは、すぐには成功しませんでしたが、NASA は宇宙飛行士に役立つことを発見しました。 その瞬間から、年間 60 万メートルの販売にまで成長し始めました。善良なデ メストラルは、1990 年に亡くなるまで億万長者でした。
今日それは事実上どこにでもあります
ベルクロは、靴、バックパック、財布、ジャケット、ストラップなど、さまざまなものに使用されています。 彼らは、最初の人工心臓移植中に人間の心臓が一緒にとどまるのを助けるためにそれを使用しました. ベルクロはナイロン製なので、生分解性バージョンを作るというアイデアは素晴らしいです. どのように開発されましたか？
科学者 イザベラフィオレロ 彼の同僚は、植物を監視する新しい方法を見つけたいと考えていました。 彼らは、デバイスを損傷することなく葉に取り付ける方法があるかどうか疑問に思いました。 それらにはXNUMXつのオプションがありました：それらを化学的に結合するか、マイクロニードルパッチを使用します。
最終的に、彼らは一般的な草本植物からインスピレーションを得ました（ガリウムアパリン）。 それは地面に密なもつれを形成する可能性があり、2メートル（6フィート）近くまで成長しますが、自立することはできず、他の植物をサポートに使用します。 このために、それはマイクロフック固定メカニズムに依存しています。
イタリアのチームはこの小さな構造を綿密に研究し、3D プリンターを使用して人工的なバージョンを作成しました。 「天然の」ベルクロは、イソマルトをベースにした感光性および生分解性のもの（はい、ケーキにも使用されるもの）を含むさまざまな材料でテストされています. 出来た。
植物を助ける生分解性ベルクロ
最初のアプリケーションとして、チームは最小限の侵襲性で植物のクチクラを貫通できるデバイスを設計し、必要に応じて植物を監視および処理できるようにしました。 イソマルトは水溶性であるため、イソマルトを含む「ベルクロ」のマイクロフックが葉の維管束系に付着し、内部で溶解します。
実験は、人工マイクロニードルを「スマートリリース」パッチとして使用して、農薬をできるだけ少なく使用できることを示しました. 生分解性のベルクロパッチは貼ると溶けるのでムダがありません。
チームはまた、感光性樹脂で作られたフックを印刷し、それらを光、温度、湿度センサーと組み合わせてスマートクリップを作成しました。 これらのクリップは個々の葉に取り付けられ、カスタムソフトウェアを使用してワイヤレスでデータを送信します。
プロトタイプは、風の強い条件で最大50日を測定することができました。 このデバイスは、大規模な栽培地域をより適切にマッピングおよび監視するために多くのデバイスを展開している農家など、小規模または大規模な植物アプリケーションに使用できます。
次のステップ
フィオレッロ博士のチームは、生分解性のベルクロを開発しただけではありません。これを明確にしたと思います。 しかし、それはまた、高度な植物監視および給餌システム以上のことをしました。 また、葉の表面を小さなステップで移動できる一種のマイクロも開発しました。 植物のように動きます。 SpinyBotで以前に実証されたものと同様のメカニズム スタンフォード大学、および CLASHロボット バークレーの、カーテンなどの吊り下げられた緩い布の表面に登ることができます。
しかし、イタリアのものにはそれ以上のものがあります。 「私たちが知る限り、これは葉の上を移動できる、植物に着想を得た最初の概念実証マシンです」と著者は書いています。 ただし、これには障害を克服する必要があります。まず、そのようなロボットを外部条件などの大気条件で操作する方法を理解する必要があります。
