Roboter Microfish kann Sinn und Giftstoffe aus ihrer Umgebung

In einer nicht allzu fernen Zukunft könnte kleine Roboter Fisch herumfährt innerhalb unserer unsere Körper, liefert Medikamente und Toxine aufräumen. In dieser Woche Ingenieure an der University of San Diego vorgestellt, den ersten Prototyp: ein chemisch angetriebene, magnetisch gesteuerte Schwimmer.

Es nennt sich "Microfish", und getreu seinem Namen, es sieht ziemlich seine biologischen, makroskopischen Brüder. Aber das ist, enden die Gemeinsamkeiten. Dieser Fisch wurde hergestellt unter Verwendung eine clevere neue 3D Technik – eine, die Ingenieure lassen könnte in der Lage, alle Arten von anspruchsvollen Aufgaben komplexe Microbots gebaut, aus gezielte Medikamentenverabreichung, Umweltsanierungen.

"Wir haben entwickelt eine völlig neue Methode, um die Natur inspirierte mikroskopische Schwimmer zu konstruieren, die komplexe geometrische Strukturen und sind kleiner als die Breite eines menschlichen Haares," sagte UC San Diego Nanoengineering Doktorand Wei Zhu in einer Erklärung. "Mit dieser Methode können wir leicht unterschiedliche Funktionen in diesen winzigen Roboter Schwimmer für ein breites Spektrum an Anwendungen integrieren."

Die UCSD Team gedruckt die Microfish mit Microscale optische Endlosdruck (µCOP), eine Technologie von ihrem eigenen Design. Die entscheidende Neuerung hier ist ein optischer Chip mit etwa 2 Millionen Mikrospiegel. Jeder Spiegel wird individuell Projekt UV-Licht auf ein lichtempfindliches Material gesteuert, die auf die Exposition erstarrt. Mit diesem Tool können die Ingenieure Hunderte von 120 µm lange, 30 µm dicken Fisch Bots gleichzeitig drucken.

Ein wichtiger Vorteil der neuen Technologie ist die Fähigkeit, Schichten von funktionalen Nanopartikeln in einem Design zu integrieren. Als ein Proof-of-Concept die Forscher Platin-Nanopartikel in der Microfishes Schwänzen geladen. Wenn in Wasserstoffperoxid getaucht, durchlaufen diese Teilchen eine chemische Reaktion, die die Fische nach vorne treibt. Voila, eine Stromquelle. Sie laden auch Eisenoxidpartikel in die Fisch-Köpfe, so dass die Bots magnetisch gesteuert werden.

Zu guter Letzt integriert die Forscher das Toxin neutralisieren Nanopartikel Polydiacetylene (PDA) in die Microfish-Körper. Wenn PDA mit Giftstoffe bindet, wird es fluoreszierende, ein rotes Licht ausstrahlen. Die Intensität der roten Schein ein Bot bietet eine schnelle Möglichkeit der Messung der Toxizität von seiner Umgebung.

"Das schöne an diesem Experiment ist, dass es zeigt, wie die Microfish doppelt als Entgiftung Systeme und Toxin Sensoren dienen kann", sagte Zhu.

Die Detox-Fische sind unbestreitbar clever, aber sie sind nur der Anfang. Microfish könnte eines Tages verwendet werden, um gezielte Pakete der Medizin innerhalb einer menschlichen Blutkreislauf zu liefern oder mikroskopische Operationen durchführen.

Wir könnten darüber hinaus kreativ und andere Bio-inspirierte Formen drucken beginnen.

"Mit unserer 3D Drucktechnologie beschränken wir uns nicht nur Fisch Formen. Wir weiterfolgen inspiriert durch andere biologische Organismen wie z. B. Vögel, schnell aufbauen können", sagte Zhu.

Ich lasse dich mit dem seltsame und faszinierende Bild des Menschen, die Bereitstellung von unsichtbaren Menagerien von Roboter-Manta-Rochen, Haie und Tintenfische, Giftstoffe aus unserer Wasserversorgung zu entfernen. Man kann nicht leugnen, dass die Zukunft interessant sein wird.

[UCSD News]

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Magier Kredit: W. Zhu und J. Li, UC San Diego Jacobs School of Engineering.