Mēs visi esam pazīstami ar robotiem, kas aprīkoti ar kustināmām rokām.Viņi sēž uz rūpnīcas grīdas, veic mehāniskus darbus un ir programmējami.Vienu robotu var izmantot vairākiem uzdevumiem.
Sīkām sistēmām, kas transportē niecīgu daudzumu šķidruma caur plāniem kapilāriem, šādiem robotiem līdz mūsdienām ir bijusi maza vērtība.Šādas sistēmas, ko pētnieki izstrādājuši kā papildinājumu laboratorijas analīzei, ir pazīstamas kā mikrofluidikas vai laboratorijas mikroshēmas, un tās parasti izmanto ārējos sūkņus, lai pārvietotu šķidrumus pa mikroshēmu.Līdz šim šādas sistēmas bija grūti automatizēt, un mikroshēmas jāprojektē un jāražo pēc pasūtījuma katram konkrētam lietojumam.
ETH profesora Daniela Ahmeda vadītie zinātnieki tagad apvieno parasto robotiku un mikrofluidiku.Viņi ir izstrādājuši ierīci, kas izmanto ultraskaņu un var tikt piestiprināta pie robotu rokas.Tas ir piemērots plaša spektra uzdevumu veikšanai mikrorobotikas un mikrofluidikas lietojumos, un to var izmantot arī šādu lietojumprogrammu automatizēšanai.Zinātnieki ziņo par progresu dabas komunikācijā.
Ierīce sastāv no plānas, smailas stikla adatas un pjezoelektriskā devēja, kas izraisa adatas vibrāciju.Līdzīgus devējus izmanto skaļruņos, ultraskaņas attēlveidošanā un profesionālās zobārstniecības iekārtās.ETH pētnieki var mainīt stikla adatu vibrācijas frekvenci.Iemērcot adatu šķidrumā, viņi izveidoja daudzu virpuļu trīsdimensiju rakstu.Tā kā šis režīms ir atkarīgs no svārstību frekvences, to var attiecīgi kontrolēt.
Pētnieki to var izmantot, lai demonstrētu dažādus lietojumus.Pirmkārt, viņi spēja sajaukt sīkus ļoti viskozu šķidrumu pilienus."Jo viskozāks šķidrums, jo grūtāk to sajaukt," skaidro profesors Ahmeds."Tomēr mūsu metode ir izcila ar to, jo tā ne tikai ļauj mums izveidot vienu virpuli, bet arī efektīvi sajauc šķidrumus, izmantojot sarežģītus 3D modeļus, kas sastāv no vairākiem spēcīgiem virpuļiem."
Otrkārt, zinātnieki varēja sūknēt šķidrumu caur mikrokanālu sistēmu, izveidojot īpašus virpuļu modeļus un novietojot svārstīgas stikla adatas tuvu kanāla sienām.
Treškārt, viņi spēja uztvert šķidrumā esošās smalkās daļiņas, izmantojot robotizētu akustisko ierīci.Tas darbojas, jo daļiņas izmērs nosaka, kā tā reaģē uz skaņas viļņiem.Salīdzinoši lielas daļiņas virzās uz svārstīgo stikla adatu, kur tās uzkrājas.Pētnieki parādīja, kā šī metode spēj notvert ne tikai nedzīvās dabas daļiņas, bet arī zivju embrijus.Viņi uzskata, ka tai vajadzētu arī notvert bioloģiskās šūnas šķidrumos."Agrāk manipulēt ar mikroskopiskām daļiņām trīs dimensijās vienmēr ir bijis izaicinājums.Mūsu mazā robotizētā roka to atvieglo,” sacīja Ahmeds.
"Līdz šim progresi tradicionālo robotu un mikrofluidikas plaša mēroga lietojumos ir veikti atsevišķi," sacīja Ahmeds."Mūsu darbs palīdz apvienot šīs divas pieejas."Viena ierīce, pareizi ieprogrammēta, var tikt galā ar daudziem uzdevumiem."Sajaucot un sūknējot šķidrumus un uztverot daļiņas, mēs to visu varam paveikt ar vienu ierīci," sacīja Ahmeds.Tas nozīmē, ka rītdienas mikrofluidiskās mikroshēmas vairs nebūs jāveido individuāli katram konkrētajam lietojumam.Pēc tam pētnieki cer apvienot vairākas stikla adatas, lai šķidrumā izveidotu sarežģītākus virpuļu modeļus.
Papildus laboratorijas analīzei Ahmeds var iedomāties citus mikromanipulatora lietojumus, piemēram, sīku objektu šķirošanu.Iespējams, roku varētu izmantot arī biotehnoloģijā kā veidu, kā ievadīt DNS atsevišķās šūnās.Galu galā tos varētu izmantot piedevu ražošanai un 3D drukāšanai.
Materiālus nodrošina ETH Zurich.Sākotnējās grāmatas autors ir Fabio Bergamins.PIEZĪME.Saturu var rediģēt pēc stila un garuma.
Saņemiet jaunākās zinātnes ziņas savā RSS lasītājā, aptverot simtiem tēmu, izmantojot ik stundu ScienceDaily ziņu plūsmu:
Pastāstiet mums, ko domājat par ScienceDaily — mēs atzinīgi vērtējam gan pozitīvus, gan negatīvus komentārus.Vai jums ir jautājumi par vietnes lietošanu?jautājums?