Nowa praca opublikowana na łamach „Nature Physics" pokazuje, że mikroskopijne, nieskomplikowane roboty, można stworzyć w wyjątkowo prosty sposób.
Mikroroboty po samodzielnym naładowaniu pływają przez 12 minut. Jak działają?
Dzięki połączeniu kropelek oleju, wody i substancji przypominającej detergent, autorom eksperymentu udało się stworzyć niewielkie, pływające "urządzenia", które pobierają energię, aby się nią następnie samodzielnie naładować.
W niskiej temperaturze nietypowy mikrorobot wypuszcza z siebie struktury przypominające wici. Tarcie między nimi i otoczeniem powoduje ruch, dzięki któremu wici się ogrzewają, a następnie chowają i gromadzą energię cieplną, która pozwala im na działanie po ochłodzeniu. Twórcy pomysłu poinformowali, że roboty mogą w ten sposób ładować się wielokrotnie, a po jednym ładowaniu są w stanie pływać przez 12 minut.
Badania biologiczne pokazują, że aby stworzyć nawet najprostszą sztuczną komórkę, potrzeba ponad 470 genów. Jednak dzięki naszej międzynarodowej współpracy pokazaliśmy, że przy użyciu kilku niedrogich składników możemy uzyskać rodzaj materii, która zmienia kształt i porusza się, jak żywy organizm
- mówi Stoyan Smoukov z Queen Mary University of London.
Czy mikroroboty będą w stanie naśladować żywe organizmy?
- Przede wszystkim proponujemy bardzo prosty do wytworzenia i kontroli układ, który posiada wiele cech naturalnych mikroorganizmów, a więc kropelki zdolne do poruszania się bez udziału zewnętrznych sił. Mikroskopijne pływaki, takie jak bakterie, plemniki, orzęski i tym podobne, są bardzo skomplikowane, bo ich ruch jest wynikiem procesów biochemicznych wewnątrz komórek, które trudno kontrolować. Dlatego dokładne zrozumienie fizycznych mechanizmów rządzących ich ruchem jest wyzwaniem. Niełatwo "odfiltrować" tę złożoność biologiczną - mówi dr Maciej Lisicki z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, współtwórca wynalazku.
- Z drugiej strony, naukowcy na całym świecie pracują nad rozmaitymi sztucznymi pływakami wykorzystującymi różne strategie, żeby naśladować żywe organizmy. Idea ta polega na zaproponowaniu mikropływaka, który pobierać będzie energię ze swojego lokalnego otoczenia i przekształcać ją w energię kinetyczną swojego ruchu. W przypadku naszych kropelek jest to energia termiczna otoczenia - tłumaczy.
Mikroroboty można stworzyć w domu
Pomimo innowacyjności przedsięwzięcia, mikroroboty można wytworzyć z pomocą najtańszego sprzętu laboratoryjnego, a nawet w warunkach domowych. Do ich badania wystarczą więc minimalne nakłady finansowe. Tłuszczowo-wodne twory są nietoksyczne dla żywych organizmów.
- Nasze kropelki są biokompatybilne, więc potencjalnie mogą zostać wykorzystane do badania dynamiki wielu poruszających się pływaków w mieszaninie żywych organizmów i 'sztucznych' pływających kropelek. Byłoby to ważne narzędzie do zrozumienia, w jaki sposób pływaki zachowują się w zatłoczonym środowisku i jak w takiej sytuacji na siebie wpływają - wyjaśnia dr Lisicki.
Źródło: Nauka w Polsce PAP
