Mindannyian ismerjük a mozgatható karokkal felszerelt robotokat.A gyár padlóján ülnek, gépészeti munkát végeznek, programozhatók.Egy robot több feladatra is használható.
Az apró rendszerek, amelyek elhanyagolható mennyiségű folyadékot szállítanak vékony kapillárisokon keresztül, mind a mai napig csekély értékkel bírtak az ilyen robotok számára.A kutatók által a laboratóriumi elemzés kiegészítéseként kifejlesztett ilyen rendszereket mikrofluidikának vagy lab-on-a-chipnek nevezik, és jellemzően külső szivattyúkat használnak a folyadékok mozgatására a chipen.Eddig az ilyen rendszereket nehéz volt automatizálni, és a chipeket minden konkrét alkalmazáshoz megrendelésre kell tervezni és gyártani.
Daniel Ahmed ETH professzor vezette tudósok most egyesítik a hagyományos robotikát és a mikrofluidikát.Olyan eszközt fejlesztettek ki, amely ultrahangot használ, és robotkarra rögzíthető.Alkalmas a mikrorobotikai és mikrofluidikai alkalmazások széles skálájára, és az ilyen alkalmazások automatizálására is használható.A tudósok beszámolnak a Nature Communications fejlődéséről.
Az eszköz egy vékony, hegyes üvegtűből és egy piezoelektromos jelátalakítóból áll, amely a tűt rezgésbe hozza.Hasonló jelátalakítókat használnak hangszórókban, ultrahangos képalkotásban és professzionális fogászati ​​berendezésekben.Az ETH kutatói megváltoztathatják az üvegtűk rezgési frekvenciáját.Egy tűt folyadékba mártva sok örvényből álló háromdimenziós mintát hoztak létre.Mivel ez az üzemmód az oszcillációs frekvenciától függ, ennek megfelelően szabályozható.
A kutatók különféle alkalmazások bemutatására használhatják.Először is képesek voltak nagyon viszkózus folyadékok apró cseppjeit összekeverni.„Minél viszkózusabb a folyadék, annál nehezebb összekeverni” – magyarázza Ahmed professzor."Módszerünk azonban kiváló ebben, mert nem csak egyetlen örvény létrehozását teszi lehetővé, hanem hatékonyan keveri a folyadékokat összetett 3D-s minták segítségével, amelyek több erős örvényből állnak."
Másodszor, a tudósok képesek voltak folyadékot pumpálni a mikrocsatorna rendszeren keresztül úgy, hogy speciális örvénymintákat hoztak létre, és oszcilláló üvegtűket helyeztek el a csatorna falához közel.
Harmadrészt a folyadékban lévő finom részecskéket tudták megragadni egy robotakusztikus eszköz segítségével.Ez azért működik, mert a részecske mérete határozza meg, hogyan reagál a hanghullámokra.Viszonylag nagy részecskék mozognak az oszcilláló üvegtű felé, ahol felhalmozódnak.A kutatók megmutatták, hogy ezzel a módszerrel nem csak az élettelen természet részecskéit, hanem a halembriókat is be lehet fogni.Úgy gondolják, hogy a biológiai sejteket is csapdába kell ejteni a folyadékokban.„A múltban a mikroszkopikus részecskék háromdimenziós manipulálása mindig is kihívás volt.Apró robotkarunk ezt megkönnyíti” – mondta Ahmed.
„Eddig a hagyományos robotika és a mikrofluidika nagy léptékű alkalmazásai terén tett előrelépések külön-külön történtek” – mondta Ahmed."Munkánk segíti ezt a két megközelítést összekapcsolni."Egy megfelelően programozott eszköz sok feladatot képes kezelni.„A folyadékok keverése és szivattyúzása, valamint a részecskék felfogása mindezt egyetlen eszközzel megtehetjük” – mondta Ahmed.Ez azt jelenti, hogy a holnap mikrofluidikus chipjeit többé nem kell minden egyes alkalmazáshoz egyedileg megtervezni.A kutatók ezután azt remélik, hogy több üvegtűt kombinálnak, hogy bonyolultabb örvénymintákat hozzanak létre a folyadékban.
A laboratóriumi elemzés mellett Ahmed más felhasználási módokat is el tud képzelni a mikromanipulátorhoz, például apró tárgyak válogatását.Lehet, hogy a kezet a biotechnológiában is fel lehetne használni a DNS bejuttatására az egyes sejtekbe.Végül felhasználhatók additív gyártásra és 3D nyomtatásra.
Anyagokat az ETH Zürich.Az eredeti könyvet Fabio Bergamin írta.JEGYZET.A tartalom stílusa és hossza szerint szerkeszthető.
Szerezze meg a legfrissebb tudományos híreket RSS-olvasójában, több száz témát lefedve a ScienceDaily óránkénti hírfolyamával:
Mondja el, mit gondol a ScienceDaily-ről – pozitív és negatív megjegyzéseket egyaránt szívesen fogadunk.Kérdései vannak az oldal használatával kapcsolatban?kérdés?