Μια ομάδα μηχανικών με έδρα το πανεπιστήμιο Rutgers έχει αναπτύξει έναν αυτοματοποιημένο τρόπο παραγωγής πολυμερών με ρομπότ, καθιστώντας πολύ πιο εύκολο να δημιουργηθούν προηγμένα υλικά με στόχο τη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας.
Η καινοτομία αποτελεί ένα κρίσιμο βήμα στην προώθηση των ορίων για τους ερευνητές που επιθυμούν να διερευνήσουν μεγάλες βιβλιοθήκες πολυμερών, συμπεριλαμβανομένων των πλαστικών και των ινών, για χημικές και βιολογικές εφαρμογές, όπως φάρμακα και αναγεννητική ιατρική μέσω της μηχανικής ιστών.
Ενώ ένας ερευνητής μπορεί να κάνει μερικά πολυμερή την ημέρα, το νέο αυτοματοποιημένο σύστημα – που διαθέτει προσαρμοσμένο λογισμικό και ρομπότ χειρισμού υγρών – μπορεί να δημιουργήσει ταυτόχρονα 384 διαφορετικά πολυμερή, μια τεράστια αύξηση έναντι των σημερινών μεθόδων.
Τα συνθετικά πολυμερή χρησιμοποιούνται ευρέως σε προηγμένα υλικά με ειδικές ιδιότητες και η συνεχής ανάπτυξή τους είναι ζωτικής σημασίας για τις νέες τεχνολογίες, σύμφωνα με μελέτη του περιοδικού Advanced Intelligent Systems. Τέτοιες τεχνολογίες περιλαμβάνουν τη διάγνωση, τις ιατρικές συσκευές, τα ηλεκτρονικά, τους αισθητήρες, τα ρομπότ και τον φωτισμό.
«Συνήθως, οι ερευνητές συνθέτουν πολυμερή σε ιδιαίτερα ελεγχόμενα περιβάλλοντα, περιορίζοντας την ανάπτυξη μεγάλων βιβλιοθηκών πολύπλοκων υλικών», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Adam J. Gormley, βοηθός καθηγητής στο Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου Rutgers στο New Brunswick. «Με την αυτοματοποίηση της σύνθεσης πολυμερών και τη χρήση μιας ρομποτικής πλατφόρμας, είναι τώρα δυνατό να δημιουργηθεί γρήγορα ένα πλήθος μοναδικών υλικών».
Η επιστήμη γύρω από τα ρομπότ έχει αυτοματοποιήσει πολλούς τρόπους να κάνει υλικά καθώς και να ανακαλύψει και να αναπτύξει φάρμακα. Αλλά τα πολυμερή συνθέσεως παραμένουν μια πρόκληση επειδή οι περισσότερες χημικές αντιδράσεις είναι εξαιρετικά ευαίσθητες στο οξυγόνο και δεν μπορούν να γίνουν χωρίς να αφαιρεθούν κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Η πλατφόρμα ρομποτικής υπαίθρου του εργαστηρίου Gormley πραγματοποιεί αντιδράσεις σύνθεσης πολυμερών που ανέχονται το οξυγόνο.
Η ομάδα ανέπτυξε προσαρμοσμένο λογισμικό που επιτρέπει σε ένα ρομπότ χειρισμού υγρών να ερμηνεύει σχέδια πολυμερών που κατασκευάζονται σε έναν υπολογιστή και να εκτελεί κάθε βήμα της χημικής αντίδρασης. Ένα πλεονέκτημα: το νέο αυτοματοποιημένο σύστημα διευκολύνει τους μη ειδικούς να δημιουργούν πολυμερή.
Επιστημονικό Άρθρο:
Matthew Tamasi, Shashank Kosuri, Jason DiStefano, Robert Chapman, Adam J. Gormley. Automation of Controlled/Living Radical Polymerization. Advanced Intelligent Systems, 2019.
