Ερευνητές του Ινστιτούτου Max Planck για Ευφυή Συστήματα ανέπτυξαν ένα μικρο-βυθιστήρα με επικάλυψη μαγνητικών σωματιδίων, του οποίου η πλευστότητα παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεπηρέαστη από την επικάλυψη. Η ομάδα του Τμήματος Φυσικής Νοημοσύνης του Ινστιτούτου Max Planck για Ευφυή Συστήματα δημοσίευσε την εργασία της στο περιοδικό "Matter", το οποίο καλύπτει ένα ευρύ φάσμα της έρευνας στην επιστήμη των υλικών.

Στη φύση, τα μονοκύτταρα φύκια είναι φανταστικοί κολυμβητές. Δύο αισθητήρες που μοιάζουν με κεραίες στο μπροστινό μέρος εκτελούν μια κολυμβητική κίνηση που εκτοξεύει το κύτταρο προς τα εμπρός. Η ομάδα του Max Planck Institute for Intelligent Systems θέλησε να διαπιστώσει τι συμβαίνει όταν επικαλύπτει τα φύκια με το φυσικό πολυμερές χιτοζάνη (για καλή πρόσφυση) και μαγνητικά νανοσωματίδια.

Θα μπορούσε ο κολυμβητής, με μέγεθος μόλις δέκα μικρομέτρων, να εξακολουθεί να είναι σε θέση να περνάει μέσα από στενούς χώρους; Και θα κατάφερνε - σαν να μην ήταν αρκετά μεγάλη η πρώτη πρόκληση - να παλέψει το δρόμο του μέσα από ένα παχύρρευστο υγρό με πυκνότητα παρόμοια με τη γλίτσα;

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι οι βιοϋβριδικοί τους μικροκολυμβητές ελάχιστα επηρεάστηκαν από την επίστρωση. Χάρη στην κίνηση με το στήθος των μικρών κεραιών στο μπροστινό μέρος, τα άλγη με την επικάλυψη προχωρούσαν μπροστά με σχεδόν αμετάβλητη ταχύτητα κολύμβησης: έφτασαν τα 115 μικρομέτρα ανά δευτερόλεπτο - περίπου 12 μήκη σώματος ανά δευτερόλεπτο. Συγκριτικά: ο ολυμπιονίκης Μάικλ Φελπς έφτασε σε ταχύτητα 1,4 μήκους σώματος ανά δευτερόλεπτο στις καλύτερες στιγμές του. Αλλά τα φύκια είναι απλώς ένα κύτταρο χωρίς πόδια.

Μαγνητικά φύκια

Επιστήμονες του Ινστιτούτου Max Planck για Ευφυή Συστήματα επικάλυψαν ένα μονοκύτταρο πράσινο φύκι με ένα μαγνητικό υλικό και το μετέτρεψαν σε μικρορομπότ.

Πριν από μερικά χρόνια, η Birgül Akolpoglu και η Saadet Fatma Baltaci, οι οποίες ηγήθηκαν από κοινού της ερευνητικής εργασίας, διερεύνησαν πώς τα βακτηριακά φύκια μέσα σε υγρά θα μπορούσαν να ελέγχονται μαγνητικά, έτσι ώστε να μπορούν μια μέρα να χρησιμοποιηθούν ως μέσο μεταφοράς φαρμάκων.

Τώρα έχουν στρέψει την προσοχή τους στα φύκια. Στόχος των δύο ερευνητών ήταν να λειτουργήσουν την επιφάνεια των μονοκύτταρων οργανισμών με ένα μαγνητικό υλικό, ώστε τα κύτταρα να μπορούν να κατευθύνονται προς οποιαδήποτε επιθυμητή κατεύθυνση - μετατρέποντας έτσι τα μικροφύκη σε μικρορομπότ.

Η επικάλυψη των κυττάρων χρειάστηκε μόνο λίγα λεπτά και σχεδόν πάντα λειτούργησε: οι γυναίκες κατάφεραν να επικαλύψουν με επιτυχία εννέα στα δέκα φύκια με μαγνητικά νανοσωματίδια. Δοκίμασαν πρώτα το βιοϋβριδικό ρομπότ τους σε ένα υγρό τόσο λεπτό όσο το νερό.

Χρησιμοποιώντας εξωτερικά μαγνητικά πεδία, μπόρεσαν να κατευθύνουν τα ρομπότ προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Στη συνέχεια, οι ερευνητές κατεύθυναν τα ρομπότ τους κατά μήκος μικροσκοπικών τρισδιάστατα εκτυπωμένων σωλήνων - ένα εξαιρετικά περιορισμένο περιβάλλον που δεν είχε πλάτος μεγαλύτερο από τρεις φορές το πλάτος των μικροφυκών.

Για να δουν αν ο έλεγχος λειτουργούσε και εδώ, η ομάδα έστησε δύο διαφορετικά συστήματα: ένα με μαγνητικά πηνία και ένα με μόνιμους μαγνήτες γύρω από το μικροσκόπιο. Δημιούργησαν ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο και άλλαζαν επανειλημμένα την κατεύθυνσή του.

Πηγές:
Ινστιτούτο Max Planck

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Επ' αυτοφώρω σύλληψη καρδιοχειρουργού στη Λάρισα για φακελάκι
Η κατάλληλη διατροφή για όσο θηλάζετε
Φροντίδα ασθενών στο σπίτι, στα "χνάρια" του εμβολιασμού κατ' οίκον [μελέτη]