Японские ученые создали 3D-печатных микророботов на водорослевой тяге
Разработка ученых Токийского университета призвана помочь с биологическими и экологическими исследованиями. Миниатюрные роботы приводятся в движение одноклеточными водорослями. Исследователи создали два варианта — «ротатор», то есть вращающуюся конструкцию, и «скутер» — передвигающуюся. В дальнейшем команда планирует опробовать более сложные микромашины.
«Мы решили использовать очень распространенные, встречающиеся во всем мире водоросли Chlamydomonas Reinhardtii (Хламидомонаду Рейнгардта), вдохновившись их способностью к быстрому, вольному плаванию. Мы показали, что эти водоросли можно поймать без нарушения мобильности, а затем использовать в качестве силовых установок для перемещения микромашин, которые можно использовать в инженерных или исследовательских целях», — рассказал один из авторов проекта, аспирант кафедры информационных наук и технологий Токийского университета Наото Симидзу.
Без полезной нагрузки одноклеточные водоросли диаметром всего десять микрон способны перемещаться со скоростью до ста микрометров в секунду с помощью двух жгутиков в передней части. Условно говоря, эти водоросли плавают брассом. Если запрячь четыре такие клетки в ротатор, конструкция будет вращаться с угловой скоростью от двадцати до сорока микрометров в секунду. Со скутером все еще интереснее, упряжка из двух водорослей удивила исследователей непредсказуемостью: одноклеточные пилоты вошли в раж и взялись выполнять фигуры высшего пилотажа — делать боевые развороты, крутить бочки и мертвые петли.
Обе конструкции изготовлены из фотополимерной смолы по технологии 3D-печати методом двухфотонной литографии. Главной трудностью было спроектировать и построить роботов так, чтобы конструкции надежно удерживали клетки и при этом не мешали движениям жгутиков. Получилось не сразу: ученые опробовали четыре варианта корзинки-ловушки. Главное преимущество же таких систем в том, что они не требуют какой-либо химической модификации или внешних приспособлений для поимки водорослей: сами конструкции служат эффективным ловушками для подвижных клеток.
Водоросли Chlamydomonas Reinhardtii живут около двух суток, а затем делятся на четыре новые клетки. Эксперименты продолжались по несколько часов, и за это время роботы не утратили работоспособность. Далее команда планирует усовершенствовать ротатор в сторону повышения скорости вращения, а также провести опыты с новыми, более сложными конструкциями. Ученые надеются, что со временем такие микромашины можно будет использовать для экологического мониторинга, а также в качестве транспорта, например для очистки водоемов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Small.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Еще больше интересных статей
Пермские ученые исследовали сопротивление 3D-печатных деталей механической усталости
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Росатом вложит в университетские стартапы 800 млн рублей до 2030 года
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Конкурс! Отдадим новенький 3D-принтер и ящик филамента в хорошие руки
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Комментарии и вопросы
По чем катер можно купить?) Ес...
Отряд не заметил потери Ma_ViО...
Скачал HueForge - буду пробова...
Короче есть связка Ender 3,Skr...
Здравствуйте. Хотел замерить ч...
Здравствуйте! Подскажите пожал...
Доброго времени суток. Такая п...