Üveggyöngyöt gurigat a mikroszkopikus robot

Svéd kutatók mikroszkopikus robotokat építettek, amelyek mindössze fél milliméter hosszúak, negyed milliméter szélesek, és képesek sós oldatokban működni. A Linköpings egyetem kutatói azt remélik, az apró szerkezeteknek egy napon a gyógyászatban és az alapkutatásban vehetik hasznát, illetve nagy tömegben mikroméretű építőmunkásokként szolgálhatnak.

Egyelőre csak üveggyöngyökkel viaskodik a robot

"A tudomány sok szakágában egyre fontosabb lesz, hogy képesek legyünk sok különálló sejtet egyszerre kezelni" - mondta el Edwin Jager fizikus, aki kollégáival együtt a Science magazinban mutatta be az apró robotokat. Véleménye szerint ezek a mikroszkópikus méretű szerkezetek az alapkutatásban, vagy másfajta kisméretű berendezések építésénél kaphatnának szerepet, különösen ha tömegesen vetik be őket.

A kutatók azt remélik, a mikrorobotok apró "kezeikkel" egy napon egyes sejteket vagy baktériumokat ragadhatnak meg, hogy analizálásra szállítsák őket. Komplett mini gyárakat is alkothatnak, vagy sebészeti berendezések csúcsán kaphatnak helyet.

A svéd kutatók a robotjaikon képesek a könyök, a kéz és az ujjak mozgását utánozni. A váltakozva arany és polimer rétegekből álló mikrorobotokat lehetséges úgy vezérelni, hogy csak bizonyos ízületeik mozogjanak. Az áramot vezető polimereket megfelelő előkészítés után rá lehet venni, hogy kövessék azt a mozgásformát, ahogy egy emberi kéz kinyílik és csukódik. A pozitív és a negatív ionok az anyagot zsugorodásra vagy tágulásra késztetik. Az üveggyöngyöt megfogó robotban kitágulnak a polimer rétegek, mert erősödik a pozitív töltésű ionok felvétele az elektrolitból. Ha ezzel szemben az aranyréteg kap pozitív töltést, a pozitív ionok kilépnek az oxidálódó polimerből, ami zsugorodni kezd.

A folyadékban való mozgás azért áttörés, mert eddig a mozgatható tagok mindig tönkrementek. Edwin Jager elmondása szerint a víznek kitett szilícium gyorsan oxidálódik, és használhatatlanná válik. A svéd mikrorobotoknál azonban a szilíciumalapú vázszerkezetet arany és polimer rétegekből álló "izomzat" fedi és óvja. Fotolitográfiai eljárással a megfelelő mintát belemaratták egy titánnal bevont szilíciumlapba. Minden robotot úgy alakítottak ki, hogy a karokhoz több arany és polimer elektróda vezessen. Egy 12 centiméter átmérőjű szilíciumlemez negyedrésze elegendő volt 140 darab robot létrehozásához. Minden egyes herkentyű egy könyökkel, egy kézfejjel, kézzel és négy ujjal rendelkezik.

Egyelőre a mikrorobotok csak arra képesek, hogy parányi üveggyöngyöket ragadjanak meg a folyadékon belül, és egy (mikro)lépéssel arrébb mozdítsák őket. Az elektrolitba merítve a robotok közül néhányat rákapcsoltak egy áramforrásra. Az ízületeik stimulálásával el lehetett érni, hogy apró üveggyöngyöket negyed milliméter távolságra szállítsanak. Ez a tény a kutatók szerint azt bizonyítja, hogy az ilyen szerkezeteket a jövőben egy kisméretű "Desktop Biofactory" munkásaiként jól lehetne használni.