Visi esame susipažinę su robotais su judančiomis rankomis.Jie sėdi ant gamyklos grindų, atlieka mechaninį darbą, gali būti programuojami.Vienas robotas gali būti naudojamas kelioms užduotims atlikti.
Mažytės sistemos, per plonus kapiliarus transportuojančios nedidelį kiekį skysčio, tokiems robotams iki šiol buvo menkos.Tokios sistemos, kurias mokslininkai sukūrė kaip priedą prie laboratorinės analizės, yra žinomos kaip mikrofluidikai arba „lab-on-a-chips“ ir paprastai naudoja išorinius siurblius skysčiams per lustą perkelti.Iki šiol tokias sistemas buvo sunku automatizuoti, o lustai turi būti projektuojami ir gaminami pagal užsakymą kiekvienam konkrečiam pritaikymui.
ETH profesoriaus Danielio Ahmedo vadovaujami mokslininkai dabar sujungia įprastą robotiką ir mikrofluidiką.Jie sukūrė prietaisą, kuris naudoja ultragarsą ir gali būti pritvirtintas prie roboto rankos.Jis tinka įvairioms mikrorobotikos ir mikrofluidikos užduotims atlikti, taip pat gali būti naudojamas tokioms programoms automatizuoti.Mokslininkai praneša apie gamtos komunikacijų pažangą.
Prietaisą sudaro plona smailia stiklinė adata ir pjezoelektrinis keitiklis, dėl kurio adata vibruoja.Panašūs keitikliai naudojami garsiakalbiuose, ultragarso vaizduose ir profesionalioje odontologijos įrangoje.ETH tyrėjai gali pakeisti stiklo adatų vibracijos dažnį.Įmerkę adatą į skystį, jie sukūrė trimatį daugelio sūkurių modelį.Kadangi šis režimas priklauso nuo virpesių dažnio, jį galima atitinkamai valdyti.
Tyrėjai gali jį naudoti norėdami parodyti įvairias programas.Pirma, jie sugebėjo sumaišyti mažus labai klampių skysčių lašelius.„Kuo skystis klampesnis, tuo sunkiau jį maišyti“, – aiškina profesorius Ahmedas."Tačiau mūsų metodas puikiai tinka tuo, kad jis ne tik leidžia sukurti vieną sūkurį, bet ir efektyviai sumaišyti skysčius naudojant sudėtingus 3D modelius, sudarytus iš kelių stiprių sūkurių."
Antra, mokslininkai sugebėjo pumpuoti skystį per mikrokanalų sistemą, sukurdami specifinius sūkurių modelius ir pastatydami svyruojančias stiklo adatas prie kanalo sienelių.
Trečia, jie sugebėjo užfiksuoti smulkias skystyje esančias daleles naudodami robotizuotą akustinį įrenginį.Tai veikia, nes dalelės dydis lemia, kaip ji reaguoja į garso bangas.Palyginti didelės dalelės juda link svyruojančios stiklo adatos, kur jos kaupiasi.Mokslininkai parodė, kaip šiuo metodu galima užfiksuoti ne tik negyvosios gamtos daleles, bet ir žuvų embrionus.Jie mano, kad jis taip pat turėtų sugauti biologines ląsteles skysčiuose.„Anksčiau manipuliuoti mikroskopinėmis dalelėmis trimis matmenimis visada buvo iššūkis.Mūsų mažytė roboto rankelė tai palengvina“, – sakė Ahmedas.
„Iki šiol didelės apimties įprastos robotikos ir mikrofluidikos pažanga buvo daroma atskirai“, - sakė Ahmedas.„Mūsų darbas padeda sujungti šiuos du metodus.Vienas įrenginys, tinkamai suprogramuotas, gali atlikti daugybę užduočių.„Maišydami ir siurbdami skysčius bei gaudydami daleles, visa tai galime padaryti vienu įrenginiu“, – sakė Ahmedas.Tai reiškia, kad rytojaus mikrofluidinių lustų nebereikės pritaikyti kiekvienai konkrečiai programai.Tada mokslininkai tikisi sujungti kelias stiklines adatas, kad skystyje sukurtų sudėtingesnius sūkurių modelius.
Be laboratorinės analizės, Ahmedas gali įsivaizduoti ir kitus mikromanipuliatoriaus panaudojimo būdus, pavyzdžiui, mažų objektų rūšiavimą.Galbūt ranka taip pat galėtų būti naudojama biotechnologijoje kaip būdas įvesti DNR į atskiras ląsteles.Galiausiai jie galėtų būti naudojami priedų gamybai ir 3D spausdinimui.
Medžiagas pateikė ETH Ciurichas.Originalią knygą parašė Fabio Bergaminas.PASTABA.Turinys gali būti redaguojamas pagal stilių ir ilgį.
Gaukite naujausias mokslo naujienas savo RSS skaitytuve, apimančiame šimtus temų, naudodami valandinį ScienceDaily naujienų kanalą:
Pasakykite mums, ką manote apie ScienceDaily – laukiame tiek teigiamų, tiek neigiamų komentarų.Turite klausimų dėl svetainės naudojimo?klausimas?