Наноботы под управлением магнетизма и химических реакций


Наноботы под управлением магнетизма и химических реакций
В ближайшем будущем в нашем организме поселятся множество перемещающихся по кровотоку микроботов, защищая нас от токсинов, информируя о проблемах, осуществляя поиск заболеваний и патогенов, чтобы разрушить их на месте. Конечно, нам предстоит долгий путь, прежде чем подобные технологии получат широкое применение, но мы движемся в правильном направлении. Это доказывает и недавнее исследование, опубликованное в Advanced Materials.

В настоящее время существует множество методов для создания наноботов. Большинство из них состоят из неорганических материалов и имеют невероятно упрощенную форму, что делает их функциональность очень ограниченной. Поэтому ребята из департаментом наноинженерии в университете Калифорнии задались целью разработать более сложных роботов (microfish), способных плавать через биологические и небиологические жидкости.

Наноботы под управлением магнетизма и химических реакций
Чтобы сделать это, они использовали микромасштабную непрерывную оптическую печать (μCOP). «Технология μCOP предлагает фантастические скорости, обеспечивая улучшенное разрешение и не требуя агрессивных химикатов для изготовления». Благодаря этому способу стало возможно создавать ботов с использованием 3 различных типов функциональных частиц: магнитно-управляемого оксида железа, химически управляемой платины, а также полидиацетилена (PDA), который может быть использован для нейтрализации вредных токсинов.

μCOP опирается на цифровой чип с примерно 2-мя миллионами микрозеркал, способных проецировать ультрафиолет на фотополимерный материал, создавая слои подобно DLP SLA 3D печати. Это позволяет изготавливать «рыбок» различных форм (акула, скат и т.д) в невероятно крошечных размерах (120 на 30 микрон). Более того, роботы могут быть сделаны всего за несколько секунд.

В эксперименте из описанной статьи, исследователи напечатали оксид железа в головах рыб, а платину в хвостах, позволяя им точно контролировать передвижение. При использовании перекиси водорода создавалась химическая реакция с платиновыми частицами, выступающими в качестве топлива, а магнетизм оксида железа использовался для рулевого управления. Регулируя количество перекиси водорода, ребята смогли контролировать скорость «плавания» рыбы через жидкость.

Наноботы под управлением магнетизма и химических реакций

Наноботы под управлением магнетизма и химических реакций
Боты напечатаны из гидрогелевой структуры на основе смолы PEGDA, что придает им устойчивость, удерживая наночастицы оксида железа и платины вместе. Время плавания составляет около 2 часов, а сама рыба может храниться при комнатной температуре в течение одной недели перед использованием.

Со временем и другие наночастицы также могут быть использованы в качестве топлива. Если все получится, то в будущем для этой цели планируется использовать окружающую среду, такую как вода или биологическая жидкость. Пожелаем им удачи и будем надеяться, что такая перспективная технология станет и дальше развиваться.


0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.