(PhysOrg.com)-Forskare vid Purdue University har skapat en magnetisk "ferropapper" som kan användas för att göra billiga "mikromotorer" för kirurgiska instrument, små pincetter för att studera celler och miniatyrhögtalare.

Materialet är tillverkat genom impregnering av vanligt papper - till och med tidningspapper - med en blandning av mineralolja och "magnetiska nanopartiklar" av järnoxid. Det nanopartikelbelastade papperet kan sedan flyttas med hjälp av ett magnetfält.

"Papper är en porös matris, så att du kan ladda mycket av detta material i den, "sa Babak Ziaie, professor i el- och datorteknik och biomedicinsk teknik.

Den nya tekniken representerar ett billigt sätt att göra små stereohögtalare, miniatyrrobotar eller motorer för en mängd olika applikationer, inklusive pincett för att manipulera celler och flexibla fingrar för minimalt invasiv kirurgi.

"Eftersom papper är väldigt mjukt kommer det inte att skada celler eller vävnader, "Sa Ziaie." Det är väldigt billigt att göra. Du lägger en droppe på ett papper, och det är din ställdon, eller motor. "

När den är mättad med denna "ferrofluid" -blandning, papperet är belagt med en biokompatibel plastfilm, vilket gör den vattentät, förhindrar att vätskan förångas och förbättrar mekaniska egenskaper som styrka, styvhet och elasticitet.

Resultaten kommer att beskrivas detaljerat i ett forskningsarbete som presenteras under den 23:e IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems den 24-28 januari i Hong Kong. Tidningen skrevs av Ziaie, elektroteknik doktorand Pinghung Wei och fysik doktorand Zhenwen Ding.

Eftersom tekniken är billig och inte kräver specialiserade laboratoriefaciliteter, den kan användas på samhällskollegier och gymnasieskolor för att undervisa om mikrorobotar och andra tekniska och vetenskapliga principer, Sa Ziaie.

De magnetiska partiklarna, som är kommersiellt tillgängliga, har en diameter på cirka 10 nanometer, eller miljarddels meter, vilket är ungefär 1/10, 000:e bredden på ett människohår. Ferro är en förkortning för järn, eller relaterat till järn.

"Du skulle inte behöva använda nanopartiklar, men de är lättare och billigare att tillverka än större partiklar, "Ziaie sa." De är kommersiellt tillgängliga till mycket låg kostnad. "

Forskarna använde ett instrument som kallas ett fältemissionsavsökande elektronmikroskop för att studera hur väl nanopartikelblandningen impregnerar vissa typer av papper.

"Alla typer av papper kan användas, men tidningspapper och mjukpapper är särskilt lämpliga eftersom de har god porositet, "Sa Ziaie.

Forskarna formade materialet till en liten fribärande, en struktur som liknar en dykbräda som kan flyttas eller få vibrationer genom att applicera ett magnetfält.

"Cantilever ställdon är mycket vanliga, men vanligtvis är de gjorda av kisel, som är dyrt och kräver speciella renrumsfaciliteter för att tillverka, "Sa Ziaie." Så att använda ferropapper kan vara mycket billigt, enkelt alternativ. Det här är ungefär 100 gånger billigare än de kiselanordningar som nu finns tillgängliga. "

Forskarna har också experimenterat med andra former och strukturer som liknar Origami för att studera mer komplicerade rörelser.