3D tištěné mikroskopické rybky na počátku evoluce mikrobotů  
Na 3D tiskárně s vysokým rozlišením lze najednou vytisknout stovky hydrogelových mikrobotů, které jsou poháněné chemickým motorem a řízené magnetickým polem.

 

Červeně světélkující mikrorybky. Kredit: W. Zhu & J. Li / UC San Diego Jacobs School of Engineering.
Červeně světélkující mikrorybky. Kredit: W. Zhu & J. Li / UC San Diego Jacobs School of Engineering.

3D tisk stále více proniká do naší reality a umožňuje vznik stále roztodivnějších technologií. Na Kalifornské univerzitě v San Diegu vytvořili 3D tištěné rybky, které jsou menší, než šířka lidského vlasu. Mikrorybky mají vlastní pohon poháněný peroxidem vodíku a jsou ovládané magnetickým polem. Zatím to jsou jenom takové roztomilé hračky, dávají ale tušit budoucí šikovné mikroboty, kteří by mohli mít velmi zajímavé využití v medicíně i jinde.

Jinxing Li (vlevo) a Wei Zhu. Kredit: UC San Diego
Jinxing Li (vlevo) a Wei Zhu. Kredit: UC San Diego


Mikrorybky ze San Diega nejsou úplně prvními mikroboty, které jsme viděli. Už se objevili například mikroboti, jejichž pohon je založený na laserových paprscích a vzduchových bublinách nebo mikroboti pohánění magnetickým polem. Mikrorybky se liší jednodušší konstrukcí a zároveň jsou důmyslnější v tom, co mohou zvládnout.

Nanoinženýři Wei Zhu a Jinxing Li společně s týmem kolegů vytvořili mikrorybky z hydrogelu pomocí technologie 3D tisku s vysokým rozlišením (microscale continous optical printing). S touto technologií lze najednou vytisknout stovky mikrorybek o délce 120 mikrometrů a tloušťce 30 mikrometrů. Jejich tvar je přitom možné velmi snadno změnit úpravou dat v software založeném na systému CAD (computer-aided design). Mikrorybky tak mohou mít siluetu mikrožraloků, mikromant anebo to mohou být i mikroptáci.

Pohon a navigaci mikrorybek mají na starost nanočástice. Kredit: W. Zhu & J. Li / UC San Diego Jacobs School of Engineering.
Pohon a navigaci mikrorybek mají na starost nanočástice. Kredit: W. Zhu & J. Li / UC San Diego Jacobs School of Engineering.


Ať už mikrorybky vypadají jakkoliv, každá z nich má v zadní části nanočástice platiny a vpředu nanočástice oxidu železa. Když se ocitnou v roztoku, který obsahuje peroxid vodíku, tak nanočástice platiny odstartují chemickou reakci, co rozjede mikrorybky jako proudový motor. Díky nanočásticím oxidu železa lze mikrorybky při té jízdě řídit magnetickým polem.

Mikrorybky ze 3D tiskáry. Kredit: J. Warner / UC San Diego Jacobs School of Engineering.
Mikrorybky ze 3D tiskáry. Kredit: J. Warner / UC San Diego Jacobs School of Engineering.


K čem takové mikrorybky mohou být vlastně dobré? Záleží na jejich konstrukci. Vědci je teď vybavili ještě nanočásticemi polydiacetylénu, které dovedou neutralizovat toxiny. Pak 3D tištěné mikrorybky vypustili do roztoku toxinů a potěšeně sledovali, jak se jejich maličké rybky činí. Musela to být estetická záležitost, protože mikrorybky po navázání molekul toxinů nanočásticemi polydiacetylénu červeně světélkují.

Spokojení badatelé věří, že by následovníci jejich mikrorybek mohli posloužit k detoxifikaci a také jako senzor pro výskyt toxinů. Postupem času by z nich mohli vzniknout mikroboti pro cílenou přepravu léčiv, pro terapie šité na míru jednotlivým pacientům, pro detekci škodlivin v životním prostředí a pro celou řadu dalších aplikací. Jinxing Li sní o tom, že to dotáhnou až na sofistikované chirurgické mikroboty, díky nimž by byly operační zákroky přesnější a bezpečnější.

 

 

Video: Microscopic Robot Fish Could Shape The Future Of Medicine - Newsy



Literatura
UC San Diego 25. 8. 2015, Advanced Materials 27: 4411–4417.

Datum: 08.09.2015
Tisk článku

Chemie - sbírka příkladů pro SŠ - Mareček Aleš, Honza Jaroslav
 
 
cena původní: 155 Kč
cena: 155 Kč
Chemie - sbírka příkladů pro SŠ
Mareček Aleš, Honza Jaroslav
Související články:

Mikrometrová kosmická stíhačka z nejrychlejší 3D tiskárny     Autor: Stanislav Mihulka (10.02.2013)
Cvičte nanoboty v boji proti rakovině     Autor: Martin Tůma (04.10.2013)



Diskuze:

proč fasovali platinu, když vše (i pohyb) mohlo zajistit pouhé železo?

Josef Hrncirik,2015-09-12 12:50:21

Odpovědět


MnO2 (tj. burel) katalyzuje rozklad H2O2 stejně účinně jako Pt

Josef Hrncirik,2015-09-12 13:10:22

Odpovědět


Po injekci H2O2 se ve mě vždy vzpění krev.

Josef Hrncirik,2015-09-13 09:58:47

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace