Наноинженеры в Университете Калифорнии, Сан-Диего, с помощью инновационной технологии 3D-печати создали многоцелевых микророботов в форме рыбок. Они могут плавать в жидкости, используя перекись водорода в качестве топлива, и управляться с помощью магнитов. Эти микрорыбки положат начало новому поколению умных микророботов, имеющих различные способности, такие как захват вредных веществ, обнаружение чего-либо или направленная доставка лекарств.

Традиционная технология создания микророботов не позволяет им выполнять сложные действия. Такие роботы состоят из сферических или цилиндрических структур и делаются из однородных неорганических материалов. Поэтому целью исследования в Университете Калифорнии было найти какой-то простой путь создания более сложных микророботов. Новая технология стала результатом совместной работы профессоров факультета нанотехнологий Шаочэнь Чэня и Джозефа Вана.

Объединяя метод 3D-печати Чэня со знаниями Вана о микророботах, команде удалось создать микрорыбок, способных на большее, чем просто плавать в растворе перекиси водорода. Инженеры смогли добавить функциональные наночастицы в определенные части тела рыбки. В хвост он включили частицы платины, которые при взаимодействии с перекисью водорода толкают рыбку вперед. В голову были добавлены частицы оксида железа, что позволило управлять рыбкой с помощью магнитов.

Кроме того, разработчики включили в тела роботов частицы, нейтрализующие вредные вещества. При захвате молекулы токсина они начинают флуоресцировать красным светом. Авторы отметили, что интенсивное плавание рыбок в растворе значительно увеличивает их способность захватывать вредные субстанции.

Технология создания микрорыбок основана на быстрой 3D-печати высокого разрешения, которая была разработана в лаборатории Чэня. Основными преимуществами этого метода являются скорость, точность и маневренность. Всего за несколько секунд можно напечатать партию из сотен микрорыбок, каждая из которых – 120 микрон в длину и 30 микрон в ширину.

Суть этого метода заключается в использовании системы микрозеркал. Их насчитывается около двух миллионов, и каждое контролируется индивидуально. Они используются для проецирования УФ-света специальным образом на фоточувствительный материал, который под действием света кристаллизуется. Так, слой за слоем, "печатаются" микрорыбки, что позволяет каждому набору функциональных наночастиц быть "напечатанными" в необходимом месте.

Эта техника позволяет экспериментировать не только с формой роботов, но и с добавлением различных функциональных частиц. Поэтому авторы разработки надеются, что в дальнейшем удастся создать микророботов, способных доставлять лекарство в нужное место живого организма или даже проводить хирургические операции.

Источник: Агентство по инновациям и развитию