Roboți de 50 de ori mai mici decât un fir de păr pot colecta bacterii cu ajutorul luminii

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google

Urmărește-ne in Discover

Cercetătorii au dezvoltat roboți mai mici de 1 micrometru, capabili să localizeze, să colecteze și să transporte bacterii în medii lichide. Dispozitivele sunt de aproximativ 50 de ori mai mici decât diametrul unui fir de păr uman și pot fi controlate prin intermediul luminii.

Potrivit Mediafax, nanoroboții îi apropie pe oamenii de știință de posibilitatea manipulării directe a celulelor, bacteriilor și altor materiale biologice imposibil de manevrat prin metode convenționale. În testele de laborator, roboții au adunat bacterii dintr-o anumită zonă, le-au transportat și apoi le-au eliberat în puncte stabilite de cercetători.

Nanoroboții folosesc reculul fotonilor pentru deplasare

Una dintre principalele dificultăți întâlnite în dezvoltarea roboților microscopici este realizarea unui sistem de propulsie suficient de eficient și precis. În acest caz, echipa a folosit reculul produs de fotoni individuali pentru a pune în mișcare dispozitivele, descrise de cercetători drept microdrone alimentate de lumină.

Tehnologia fusese utilizată anterior pentru dispozitive de dimensiuni mai mari, însă noul studiu a redus roboții la mai puțin de 1 micrometru. Pentru a ajunge la această scară, cercetătorii au simplificat mecanismul de direcționare, fără să renunțe la propulsia bazată pe fotoni.

Antenele nanometrice permit controlarea direcției

Fiecare robot integrează fire de antenă realizate la scară nanometrică. Acestea se aliniază în mod natural cu direcția de polarizare a luminii incidente. Prin modificarea luminii, operatorii pot schimba direcția de deplasare a robotului, fără să fie necesare componente mecanice convenționale.

„În esență, am construit un nanorobot acționat de lumină care poate localiza și colecta bacterii”, a explicat Jin Qin, cercetătorul principal al studiului. Acesta compară dispozitivele cu niște sisteme microscopice de curățare, capabile să opereze direct în lumea microbiană.

Roboții pot executa foarte rapid viraje de 90 de grade. Manevrabilitatea le permite să scaneze suprafețe mai mari ale unei probe, urmând trasee organizate, și să colecteze selectiv un număr ridicat de bacterii.

Posibile aplicații în microbiologie și medicină

În condiții controlate, nanoroboții pot curăța anumite regiuni microscopice, mutând bacteriile dintr-o zonă în alta. Dispozitivele continuă să răspundă la comenzi inclusiv atunci când transportă grupuri mai mari de microorganisme.

Încărcătura suplimentară reduce viteza de deplasare, dar nu împiedică funcționarea robotului. Această caracteristică ar putea permite utilizarea tehnologiei pentru separarea microorganismelor, pregătirea probelor biologice sau poziționarea precisă a celulelor în experimente.

Deocamdată, sistemul a fost demonstrat în condiții de laborator. Printre domeniile vizate pentru dezvoltări ulterioare se numără microbiologia, cercetarea biomedicală și manipularea materialelor la scară microscopică. Tehnologia ar putea contribui la realizarea unor instrumente capabile să intervină în medii în care echipamentele actuale nu pot opera direct.