میکروربات‌های خودکار، مواد مصنوعی را ترمیم می‌کنند

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، بیشتر مواد مصنوعی، ازجمله الکترود‌های باتری، غشا‌های پلیمری و کاتالیزور‌ها با گذشت زمان تخریب می‌شوند، زیرا مکانیسم‌های ترمیم درونی ندارند. اگر می‌توانستید میکروربات‌های خودکار را در این مواد پخش کنید پس می‌توانید از این میکروربات‌های برای ترمیم درونی مواد استفاده کنید.

مطالعات جدید یک روش برای میکروربات‌ها ارائه می‌دهد که می‌تواند علائم نقص مواد را حس کند، به صورت خودکار به محل نقص حرکت کند و جایی که لازم است عمل اصلاحی را انجام دهد.

باکتری‌های شناور با ادغام سنسور‌های شیمیایی و موتور‌های مولکولی به دنبال ناحیه‌ای با تمرکز غذایی بالا می‌گردند، شبیه به ماشین خودکاری که از اطلاعات دوربین و سنسور‌ها برای رسیدن به مقصد خود استفاده می‌کند.

محققان تلاش کرده‌اند تا این رفتار‌ها را با استفاده از ذرات کوچک برانگیخته با سوخت‌های شیمیایی یا سایر انرژی ها، ترسیم کنند. تغییرات فضایی ذره در محیط (برای مثال در غلظت سوخت) می‌تواند بصورت فیزیکی به ذره جهت بدهد و آن را هدایت کند، اما این نوع از جهت یابی محدودیت‌هایی دارد.

ذرات خودران موجود بیشتر شبیه به قطار‌های خارج از کنترلی هستند که به صورت مکانیکی به وسیله ریل‌های پرپیچ و خم هدایت می‌شوند تا شبیه ماشین‌های خودکاری که به صورت مستقل با اطلاعات حسی هدایت می‌شوند. سوال این است که آیا می‌توان میکروربات‌هایی با سنسور‌ها و محرک‌ها طراحی کنیم که بیشتر شبیه به باکتری‌ها باشند؟!

گروه تحقیقاتی در حال توسعه یک رویکرد جدید مبتنی بر رمزگذاری جهت یابی خودکار میکروربات‌ها بر اساس تغییر شکل مواد است. ویژگی‌های محیطی از جمله دما و PH شکل سه بعدی ذره را تعیین می‌کنند که به نوبه خود بر حرکت خودران ذره تاثیر می‌گذارد. محققان با کنترل شکل ذره و پاسخ آن به تغییرات محیطی، پیش بینی کردند که چگونه میکروربات‌ها می‌توانند برای بالا و پایین رفتن به وسیله محرک، حتی ضعیف، مهندسی شوند.

یونگ دو، یکی از نویسندگان این تحقیق می‌گوید: برای اولین بار، ما نشان دادیم که چگونه مواد واکنش دهنده می‌توانند به عنوان حامل میکروربات‌ها، کوچکتر از یک تار موی انسان، برای جهت یابی خودکار برنامه ریزی شوند. چنین میکروربات‌هایی می‌توانند کار‌های پیچیده‌تری از جمله سنجش توزیع نقایص مواد، تحویل خودکار دارو و ترمیم مواد، سلول‌ها یا بافت‌ها را انجام دهند.

این گروه تحقیقاتی اکنون آزمایش عملی تئوری جهت‌یابی‌شان را برای میکروربات‌ها با استفاده از موادی مانند الاسترومر‌های کریستال مایع و آلیاژ‌های حافظه شروع کرده‌اند.