Ett team som leds av Rutgers anpassade avancerad vätskehanteringsrobotik för att utföra den kemi som krävs för att syntetisera syntetiska polymerer. Detta nya automatiserade tillvägagångssätt möjliggör snabb utforskning av nya material som är värdefulla inom industri och medicin. Kredit:Matthew Tamasi
Ett Rutgers-ledda team av ingenjörer har utvecklat ett automatiserat sätt att producera polymerer, vilket gör det mycket lättare att skapa avancerade material som syftar till att förbättra människors hälsa.
Innovationen är ett avgörande steg i att tänja på gränserna för forskare som vill utforska stora bibliotek av polymerer, inklusive plast och fibrer, för kemiska och biologiska tillämpningar såsom läkemedel och regenerativ medicin genom vävnadsteknik.
Medan en mänsklig forskare kanske kan göra några polymerer om dagen, det nya automatiserade systemet – med anpassad programvara och en vätskehanteringsrobot – kan skapa upp till 384 olika polymerer samtidigt, en enorm ökning jämfört med nuvarande metoder.
Syntetiska polymerer används ofta i avancerade material med speciella egenskaper, och deras fortsatta utveckling är avgörande för ny teknik, enligt en studie i tidskriften Avancerade intelligenta system . Sådan teknik inkluderar diagnostik, medicinska apparater, elektronik, sensorer, robotar och belysning.
"Vanligtvis, forskare syntetiserar polymerer i mycket kontrollerade miljöer, begränsa utvecklingen av stora bibliotek av komplexa material, " sa seniorförfattaren Adam J. Gormley, en biträdande professor vid institutionen för biomedicinsk teknik vid School of Engineering vid Rutgers University-New Brunswick. "Genom att automatisera polymersyntes och använda en robotplattform, det är nu möjligt att snabbt skapa en mängd unika material."
Robotics har automatiserat många sätt att tillverka material samt upptäcka och utveckla läkemedel. Men att syntetisera polymerer är fortfarande utmanande eftersom de flesta kemiska reaktioner är extremt känsliga för syre och kan inte göras utan att ta bort det under produktionen. Gormley-labbets utomhusrobotplattform utför polymersyntesreaktioner som tolererar syre.
Gruppen utvecklade skräddarsydd mjukvara som gör det möjligt för en vätskehanteringsrobot att tolka polymerdesigner gjorda på en dator och utföra varje steg i den kemiska reaktionen. En fördel:det nya automatiserade systemet gör det lättare för icke-experter att skapa polymerer.
Huvudförfattare är Matthew Tamasi, en Rutgers doktorand. Medförfattare inkluderar doktoranden Shashank Kosuri och student Jason DiStefano. En forskare vid Australian Center for Nanomedicine och Center for Advanced Macromolecular Design bidrog till studien, som finansierades av New Jersey Health Foundation.
