Ученые из Университета Северной Каролины и Университета Дьюка создали микроскопических роботов для различных биомедицинских задач. Роботы представляют собой массив из полимерных кубов с нанесенным на одну сторону металлом. За счет этого их движением можно управлять с помощью магнитного поля, заставляя их группироваться в более сложные структуры, которые могут захватывать объекты и двигаться в определенном направлении. Ученые считают, что в будущем такие роботы позволят исследователям и врачам изучать отдельные клетки пациентов, к примеру клетки опухолей. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Ученые давно занимаются разработкой микроскопических роботов для различных медицинских задач. К примеру, такие роботы могут доставлять лекарства в конкретные части органов, или наоборот делать биопсию, забирая для анализа клетки. Пока существуют лишь очень ограниченные прототипы таких устройств. Дело в том, что у такого подхода есть множество не решенных проблем, таких как управление, питание электроэнергией и другие.
Американские исследователи представили управляемых внешним магнитным полем, и способных не только двигаться в определенном направлении, но и манипулировать отдельными клетками. Основу таких роботов составляют полимерные кубы размером около десяти микрометров с нанесенным на одну грань слоем кобальта толщиной около ста нанометров. За счет внешнего магнитного поля распределенные случайным образом полимерные блоки собираются в цепочки таким образом, что металлические стороны выстраиваются в полосу. Таким образом, из-за разной изначальной ориентации блоков часть из них может оказаться по одну сторону полосы, а часть по другую. Ученые назвали два этих положения A и B, и таким образом смогли описывать с помощью последовательности типа AABABBA форму группы микророботов.
Исследователи продемонстрировали несколько различных действий с помощью роботов. К примеру, они смогли подвести такого микроробота к отдельной клетке дрожжей, захватить ее, переместить, и высвободить. Как перемещение, так и изменение формы робота происходит с помощью внешнего магнитного поля и зависит от его ориентации, величины, а также от того, в каком порядке расположены блоки робота.
Недавно китайские ученые также создали роботов для перемещений внутри живых организмов. Они так же управлялись с помощью магнитного поля, но двигались несколько иначе: они состояли из «тела» и «рук», которые гребли подобно тому, как плавают люди. А в начале года японские ученые сделали управляемого микроробота, состоящего полностью из биомолекул.
Григорий Копиев