Наша научная группа сочетает в себе три основных направления исследований: фабрикация композитных магнитоуправляемых мягких роботов, создание гибкой электроники на базе жидких металлов и разработка новых синтетических подходов для синтеза материалов в сфере энергетической, зеленой и устойчивой химии.
Мягкая робототехника (soft robotics) сегодня является перспективным междисциплинарным направлением для решения задач в сфере биомедицины и передовой малоинвазивной хирургии. Недавние достижения в области функциональных мягких материалов способствовали появлению нового класса мягких роботов, способных активироваться магнитное поле. Среди различных типов материалов, реагирующих на раздражители, магнитно-мягкие материалы продемонстрировали значительный прогресс в контексте дизайнов и методов фабрикации, что привело к разработке магнитных мягких роботов с уникальными преимуществами и потенциалом для многих важных приложений.
Мы фокусируемся на применение магнитных мягких роботов для задач малоинвазивной хирургии. В частности, мы реализовали проекты по созданию роботов для удаления тромбов из сосудов и очистки катетеров от биопленок.
Второй направление нашей группы – создание магнитных и магнитоэлектрических сенсоров для биоэлектронных приложений. На данный момент, развитие биоэлектронных интерфейсов и областей их применения (point-of-care, искусственная кожа для мимикрии тактильных ощущений для пациентов с имплантатами, формирования human-machine интерфейсов для дополненной и искусственной реальности) тормозит недостаток новых материалов и механизмов, которые одновременно могут обеспечить достаточную чувствительность устройства к биомеханическим стимулам, биосовместимость и автономную работу.
Гибкая электроника (flexible electronics) - это общемировой технологический тренд, который обусловлен необходимостью компактизации и электронных устройств и создания биоинтерфейсов. В данном контексте, жидкие металлы и сплавы на базе галлия (GaIn, GaInSn) являются перспективными материалами для изготовления гибких электронных девайсов с применением аддитивных технологий (3Д печать, струйная печать, лазерная гравировка и т.п.) и композитов на их основе.
Синтез разного рода материалов (materials synthesis, materials chemistry) - это одно из базовых направлений исследований нашей лаборатории в сфере химических наук. Мы нацелены на поиск принципиально новых методов синтеза, которые позволят получать функциональные материалы дешевле, проще, быстрее и воспроизводимее, чем существующие аналоги. Сегодня мы сфокусированы на применении жидких металлов (эвтектические сплавы на основе галлия, щелочных металлов) в качестве реагентов для синтеза микроматериалов с заданной морфологией, а также пористых наноматериалов металлического и металлоидного состава. Такие материалы имеют большие перспективы использования в анодных материалах аккумуляторов, а также в гетерогенном катализе, что мы также проверяем и доказываем экспериментально.
Глобальная цель нашей лаборатории - это создание полноценного нательного биоинтерфейсного "экзоскелета", который бы позволял осуществлять мониторинг состояния кровеносной системы, уровня стресса, концентрации лекарственных веществ в тканях и т.п. в реальном времени, не требуя дополнительных источников энергии и не снижая качество жизни человека. Такие устройства в будущем позволят людям с сердечно-сосудистыми, метаболическими или онкологическими заболеваниями, а также спортсменам отслеживать состояние здоровья и вовремя оказывать себе необходимую медикаментозную помощь. Развитие трех вышеуказанных направлений исследований позволит обеспечить данный концепт всем необходимым: от новых материалов для гибких носимых источников энергии и биосенсоров до полимерных композитов для контроля движения тела, генерации энергии и оформления биоинтерфейсов.