Микроробот, который передвигается по жидкостям организма

Микроробот
Микроробот
Физик Пир Фишер и его коллеги из Института умных систем имени Макса Планка в Штутгарте разработали микроскопическую плавающую систему в виде ракушки. Крошечные части они изготовили при помощи 3D-принтера. В будущем микроробот будет целенаправленно размещать в организме медикаменты, брать пробы и даже помогать избежать операции.

Передвигаться в жидкостях организма довольно тяжело, поскольку их вязкость часто меняется вместе с изменением нагрузки. Если объект передвигается быстро, то по сравнению с медленным движением он сталкивается с непропорционально большим сопротивлением. Фишер объясняет: «В суставной жидкости, например, молекулы гиалуроновой кислоты в состоянии покоя образуют похожие на сеть структуры, которые повышают вязкость. Однако, как только по этой жидкости начинает что-то передвигаться, сеть разрывается, и жидкость становится более текучей». До сих пор ученые пытались снабдить пропеллерами бактерии, жгутики или флагеллы, но сделать это было слишком сложно.

Исследователи из Штутгарта использовали для поступательного движения другой принцип: две половинки из силиконового полимера толщиной 0,3 мм соединены крошечным вращательным шарниром размером 0,06 мм. Он очень тонкий, но при этом достаточно крепкий, чтобы робот в виде раковины мог путешествовать по кровеносным сосудам человека. Микроскопический пловец развивает свою движущую силу за счет быстрого захлопывания и медленного раскрывания двух своих половинок. Он продвигается вперед, когда быстро захлопывается, и немного возвращается назад, когда снова медленно раскрывается.

Редкоземельные микромагниты управляют пловцом через внешнее магнитное поле и вызывают асимметричное движение. „Этот асимметричный способ движения приводит к тому, что жидкость во время раскрывания более жидкая, чем при последующем закрывании», — объясняет докторант Тиан Киу из штутгартской группы. «Мы используем саму раковину, чтобы изменять вязкость жидкости вокруг нее», — говорит ученый Эндрю Марк из Института им. Макса Планка.

Таким образом, микроскопический робот может применяться в таких жидкостях организма, как суставная смазка, или же выполнять определенные медицинские задания в тканях – например, доставлять активное вещество, осуществлять целенаправленную генную терапию или проводить операцию на глазах.

По материалам Ingenieur.de