جمع‌آوری ذرات ریز با استفاده از میکروربات‌ها ممکن می‌شود

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، در مقیاس‌های میکروسکوپی، چیدن، قرار دادن، جمع آوری و تنظیم اشیاء یک چالش همیشگی است. پیشرفت‌های فناوری نانو بدان معنی است که موارد پیچیده دیگری وجود دارد که ما می‌خواهیم به آن‌ها برسیم، اما ابزار لازم برای جابجایی اجزای سازنده آن‌ها وجود ندارد.

تحقیقات جدید دانشکده مهندسی و علوم کاربردی نشان می‌دهد که روبات‌های میکروسکوپی ساده که از راه دور توسط میدان‌های مغناطیسی هدایت می‌شوند، چگونه می‌توانند از نیرو‌های مویی برای دستکاری اجسام شناور در مرز بین روغن و آب استفاده کنند.

میکروربات‌ها در این مطالعه برش‌های نازک آهنربا به قطر حدود یک سوم میلی متر هستند. محققان علیرغم عدم وجود قطعات متحرک یا سنسور‌های مخصوص، به دلیل توانایی انتخاب و قرار دادن اشیاء دلخواه در اندازه کوچکتر، از این قطعات به عنوان روبات یاد می‌کنند.

این توانایی تابعی از محیط تخصصی یعنی مرز بین دو مایع است که میکروربات‌ها در آن کار می‌کنند. در این مطالعه، مرز بین آب و هگزادکان مورد بررسی قرار گرفته است. میکروربات‌ها شکل این مرز را تغییر می‌دهند که اساسا با نیروی نامرئی از تعاملات مویی احاطه شده اند.

این نیرو همان نیرو‌های مویرگی است که از ریشه‌های یک درخت به برگ‌های آن آب می‌کشند و استفاده می‌شوند تا میکرو ذرات پلاستیکی یا ذرات دیگری که قبلاً به لبه‌های آن گیر کرده‌اند را در تماس با روبات قرار دهند.

استپ می‌گوید: ما قبلا از این نیرو‌های مویرگی برای جمع آوری اشیا استفاده کرده‌ایم، اما اکنون روبات‌ها و ذرات بسیار سبک‌تر هستند. وقتی شما به مقیاس میکرون می‌روید، به این معنی است که نوع دیگری از فیزیک بر مطالعه حاکم است. جمع آوری و سازماندهی اشیاء که چند میکرون هستند یک دستاورد است و چیزی نیست که بتوانیم با دست انجام دهیم.

این مطالعه نشان داد که فیزیک بر تعامل بین این روبات‌ها و ذرات پلاستیکی حاکم است. استپ در این باره افزود: در گذشته، اشیاء ایستا را گرفتیم و تغییراتی را در اطراف آن‌ها انجام دادیم، سپس نشان دادیم که چگونه ذرات به مناطق تغییر داده شدن جذب می‌شوند.روبات‌ها می‌توانند در طیف وسیعی از زاویه‌ها و جهت گیری‌ها به اهداف خود نزدیک شوند و با ذره در یک مکان قابل پیش‌بینی قرار بگیرند.

وی می‌گوید: ما نشان داده‌ایم که هنگام تغییر روبات، نوع و قدرت تعامل نیز تغییر می کند. گوشه‌های تیز ذرات را از بین می‌برند، اما وقتی آن‌ها را نرم می‌کنیم، می‌توانیم به روبات اجازه بدهیم تا ذرات را آزاد کنند.

استیگر نیز درباره همین امر می‌گوید: ما می‌توانیم این روبات‌ها را به دور خود بگردانیم. از آنجا که تعامل بین روبات‌ها و ذرات هیچ ارتباطی با مواد ساخته شده از آن‌ها ندارد، طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها امکان پذیر است. ذراتی که در این مطالعه دستکاری می‌شوند اندازه متوسط یک سلول انسانی یا کوچکتر است، بنابراین این نوع سیستم ممکن است دارای کاربرد‌هایی در زمینه زیست شناسی تک سلولی نیز باشد.