Svi su nam poznati roboti opremljeni pokretnim rukama.Sjede na podu fabrike, obavljaju mehanički rad i mogu se programirati.Jedan robot se može koristiti za više zadataka.
Sićušni sistemi koji transportuju zanemarljive količine tečnosti kroz tanke kapilare do danas su bili od male vrednosti za takve robote.Razvijeni od strane istraživača kao dodatak laboratorijskoj analizi, takvi sistemi su poznati kao mikrofluidici ili laboratorija na čipu i obično koriste eksterne pumpe za kretanje fluida kroz čip.Do sada je takve sisteme bilo teško automatizirati, a čipovi se moraju dizajnirati i proizvoditi po narudžbi za svaku specifičnu primjenu.
Naučnici predvođeni profesorom ETH Danielom Ahmedom sada spajaju konvencionalnu robotiku i mikrofluidiku.Razvili su uređaj koji koristi ultrazvuk i koji se može pričvrstiti na robotsku ruku.Pogodan je za širok spektar zadataka u mikrorobotici i mikrofluidnim aplikacijama, a može se koristiti i za automatizaciju takvih aplikacija.Naučnici izvještavaju o napretku u Nature Communications.
Uređaj se sastoji od tanke, šiljaste staklene igle i piezoelektričnog pretvarača koji uzrokuje vibriranje igle.Slični pretvarači se koriste u zvučnicima, ultrazvučnim slikama i profesionalnoj stomatološkoj opremi.ETH istraživači mogu promijeniti frekvenciju vibracija staklenih igala.Uranjajući iglu u tečnost, stvorili su trodimenzionalni uzorak mnogih vrtloga.Budući da ovaj način rada ovisi o frekvenciji oscilacija, može se kontrolirati u skladu s tim.
Istraživači ga mogu koristiti za demonstraciju različitih aplikacija.Prvo, bili su u stanju da pomiješaju sitne kapljice visoko viskoznih tekućina.„Što je tečnost viskoznija, to se teže meša“, objašnjava profesor Ahmed.“Međutim, naša metoda se ističe u ovome jer ne samo da nam omogućava da stvorimo jedan vrtlog, već i efikasno miješamo tekućine koristeći složene 3D obrasce sačinjene od više jakih vrtloga.”
Drugo, naučnici su bili u mogućnosti da pumpaju tečnost kroz mikrokanalni sistem stvaranjem specifičnih vorteks obrazaca i postavljanjem oscilirajućih staklenih iglica blizu zidova kanala.
Treće, uspjeli su uhvatiti fine čestice prisutne u tekućini pomoću robotskog akustičnog uređaja.Ovo funkcionira jer veličina čestice određuje kako će reagirati na zvučne valove.Relativno velike čestice kreću se prema oscilirajućoj staklenoj igli, gdje se akumuliraju.Istraživači su pokazali kako ova metoda može uhvatiti ne samo čestice nežive prirode, već i riblje embrije.Vjeruju da bi također trebalo da zarobi biološke ćelije u tečnostima.“U prošlosti je manipulacija mikroskopskim česticama u tri dimenzije uvijek bila izazov.Naša malena robotska ruka ovo olakšava”, rekao je Ahmed.
“Do sada je napredak u primjeni velikih razmjera konvencionalne robotike i mikrofluidike rađen odvojeno,” rekao je Ahmed.“Naš rad pomaže spojiti ova dva pristupa.”Jedan uređaj, pravilno programiran, može obaviti mnoge zadatke.“Miješanje i pumpanje tekućina i hvatanje čestica, sve to možemo učiniti s jednim uređajem”, rekao je Ahmed.To znači da mikrofluidni čipovi sutrašnjice više neće morati biti prilagođeni za svaku specifičnu primjenu.Istraživači se zatim nadaju da će kombinirati više staklenih igala kako bi stvorili složenije vrtložne uzorke u tekućini.
Osim laboratorijske analize, Ahmed može zamisliti i druge namjene mikromanipulatora, kao što je sortiranje sićušnih objekata.Možda bi se ruka mogla koristiti i u biotehnologiji kao način za uvođenje DNK u pojedinačne ćelije.Na kraju bi se mogli koristiti za aditivnu proizvodnju i 3D štampanje.
Materijale obezbjeđuje ETH Zurich.Originalnu knjigu napisao je Fabio Bergamin.BILJEŠKA.Sadržaj se može uređivati ​​prema stilu i dužini.
Dobijte najnovije vijesti o nauci u svom RSS čitaču koji pokriva stotine tema uz svaki sat ScienceDaily vijesti:
Recite nam šta mislite o ScienceDaily-u – pozdravljamo i pozitivne i negativne komentare.Imate pitanja o korištenju stranice?pitanje?