Vědci z Pensylvánské univerzity a Charbinské polytechnické univerzity zveřejnili výzkum z oblasti mikrorobotů, které se dokáží efektivně pohybovat v mikroskopických rozměrech. Díky tomu je lze používat i pro interakci s objekty o velikosti buněk. Nová forma má řadu nových vlastností a vylepšení, které posouvají možnosti zase blíže k tomu, jak si představujeme budoucí nanoboty, které se budou pohybovat v našem těle a plnit různé funkce.
Technologie mikromotorů se v posledních letech velmi rychle posouvá jak z pohledu použitých materiálů a konstrukcí, tak i velikosti a preciznosti, se kterou je možné je na dálku ovládat. V tomto případě vědci používají kombinaci technik a struktury, které umožňují zcela volný pohyb.
Pohyb ve 3D
Nový typ mikromotorů využívá k pohybu dvě základní technologie - ultrazvuk a magnety. Díky tomu nedochází k žádnému poškození či změně okolních buněk a částic. Jeden mikromotor dokáže zachytit a pohybovat s jednou buňkou či podobně velkou částicí a to ve všech třech rozměrech.
Ovládání je přitom velmi precizní, ostatně v takových mikroskopických rozměrech a přesouváním buněk to ani nijak není možné. Vědci se chlubí tím, že oproti jiným starším systémům podobného druhu je pohyb a ovládání možné v různém substrátu a nikoli speciálně připraveném roztoku.
V tekutině se vědcům dařilo pomocí nových mikromotorů pohybovat s částicemi křemíku a také buňkami HeLa. Pro demonstraci pohybu ve 3D sloužily speciální mikroschody a bloky, na které mikromotor pomocí přesného ovládání postupně „vyšplhal“.
Jednoduchá konstrukce
Samotný mikromotor má relativně jednoduchou konstrukci. Jedná se o kapsli z polymeru, která má pozlacený povrch. Uvnitř kapsle se nachází miniaturní magnet z niklu a povrch je ošetřen tak, že odpuzuje vodu.
Jakmile se tak mikromotor ponoří do tekutiny, vznikne vzduchová bublina, která reaguje na ultrazvukové vlny, což způsobí prvotní pohyb. K dalšímu udržení pohybu a směrování pak slouží řízené magnetické pole, na které reaguje interní mikromagnet.
Zatím není bio
Zásadním problémem, který vědci chtějí vědci řešit co nejdříve, je použití jiných materiálů. Ty současné totiž nejsou biokompatibilní. Místo toxického niklu se tak například počítá s oxidem železa a u konstrukce pak s odbouratelnými polymery, které se mohou postupně rozložit.
Jak lze vidět na videu, vědci zvládli pomocí přesného ovládání sestavit písmeno z buněk. I když se zatím jedná o ovládání jednoho mikromotoru, stačí si představit budoucnost, kdy takových mikromotorů alias nanobotů, které budou mít ještě pokročilejší schopnosti, budou miliony či miliardy a budou rovněž precizně řízené. Na to si ale budeme muset ještě nějakou dobu počkat.
Je ale dobré vědět, že z pohledu řízení a zpracování informací by ani u takového počtu nanobotů neměl být výpočetní problém.
Originální materiál k výzkumu naleznete zde
