Батарейки

популярно о научном

Созданы четырехногие микророботы для доставки медикаментов внутрь тела человека

Созданы четырехногие микророботы для доставки медикаментов внутрь тела человека

В последние годы мы были свидетелями появления нескольких разработок в области доставки микродоз медикаментов внутрь тела человека.

Одной из самых последних разработок в этой области является четырехногий микроробот, который способен двигаться к своей цели в жидкой среде.

Впервые эта технология была разработана ассистентом профессора Университета Пенсильвании Марком Мискиным (Marc Miskin), когда он проходил постдокторантуру в Корнелловском Университете. Затем к нему присоединились профессора Итай Кохен (Itai Cohen) и Пол МакЮэн (Paul McEuen), а также исследователь Алехандро Кортезе (Alejandro Cortese).

Из одной 102-миллиметровой кремниевой композитной пластины можно получить до миллиона микророботов

Из одной 102-миллиметровой кремниевой композитной пластины можно получить до миллиона микророботов

Используя запатентованную технологию многоступенчатой нанообработки, из одной 4-дюймовой (102-мм) кремниевой композитной пластины можно изготовить партии общим количеством до миллиона микророботов длиной 70 микрон в течение нескольких недель.

Чтобы представить, какого именно размера микророботы Мискина, посмотрите это видео про размеры некоторых мироорганизмов:

Сравнение размеров некоторых микроорганизмов

Микророботы Мискина можно было бы расположить здесь между сперматозоидом (60 микрон) и пыльцой (90 микрон).

Тело каждого микроробота состоит из ультратонкого стеклянного прямоугольника, покрытого слоем кремния. На этот слой нанесены два электронных элемента управления и либо два, либо четыре солнечных элемента. Ножки микророботов изготовлены из материала толщиной всего в 100 атомов, состоящего из одного слоя платины и одного слоя титана (вместо последнего можно также использовать графен).

Когда лазер попадает на солнечные элементы, возникающий электрический ток попеременно подается назад и вперед между передними и задними ножками. Под воздействием этого тока происходит расширение платины, в то время как титан остается жестким, - в результате изгибается каждая ножка. Когда ток отключается, нога выпрямляется. Таким образом, робот способен продвигаться вперед.

Микророботы достаточно миниатюрны, чтобы их можно было вводить в организм с помощью иглы для подкожных инъекций. Однако в настоящее время они ограничены перемещением только в слое тканей не глубже нескольких миллиметров, ввиду того, что глубже излучение внешнего лазерного источника не проникает. По этой причине Мискин изучает другие источники энергии, которые позволили бы передавать энергию микророботам глубоко внутри человеческого тела на десятки сантиметров, например, ультразвук и магнитные поля. Его коллеги из Пенсильваннского и Корнелловского университетов также работают над «умными» версиями роботов, которые включают различные датчики, часы и самоконтроллеры.

Микроробот вышел на прогулку

Микроробот вышел на прогулку

Мискин представлял свой доклад о микророботах на Встрече Американского физического общества в Бостоне (American Physical Society March Meeting 2019). Если вы там не были, то можете посмотреть короткое видео, на котором мы видим освобождение нескольких десятков микророботов из твердотельной матрицы в жидкую среду.

Процесс "освобождения" 10000 микророботов из твердотельной матрицы в жидкую среду растворителя

Опустим вопросы, связанные с передачей энергии микророботам, о чем уже упоминалось выше. Покритикуем лишь разработчика за форм-фактор его микророботов - если им предстоит перемещаться в жидких средах человеческого тела, видимо, и выглядеть они должны не как четвероногие млекопитающие, а хотя бы как земноводные - иметь длинное цилиндрическое тело с подвижным "хвостом", чтобы с его помощью перемещаться.

Источники: American Physical Society, EurekAlert.

Оставьте комментарий!


Комментарий будет опубликован после проверки

     

  

Facebook.

(обязательно)