Teknologian raja: 3D-painatus voidaan saavuttaa bakteeriryhmillä
Rooman yliopiston fysiikan professori Roberto Leonardo kehitti joukon pienten moottoreita, jotka toimivat bakteereilla ja laserilla ja alkoivat kääntyä.
Nano-asteikko 3D-tulostustekniikka ei ole uusi, mutta siihen liittyvät sovellukset päivitetään edelleen. Yksi "kaksitäytteisestä litografiasta" tunnetusta tekniikasta tuli suosittua, ja monia esteettisiä malleja tuotettiin tämän tekniikan avulla, mukaan lukien mikroskooppinen kilpa, avaruuskulut ja jopa antiikin roomalaiset veistokset.
Vaikka tutkijat haluavat myös soveltaa tätä tekniikkaa lääketieteelliseen alaan, toistaiseksi mekaanisesta näkökulmasta tuloksia on rajoitettu. Esimerkiksi tutkimusryhmä on käyttänyt 3D-tulostusta luomaan nanomateriaalia, jota kutsutaan "hain", joka voi liikkua vapaasti magneettikentässä, kun taas muut tutkimusryh- mät pyrkivät kehittämään uusia geometrioita parantaakseen todennäköisesti kohdennettujen huumeiden onnistumista.
Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että nanoteknologialla on suuri potentiaali tietyissä sovelluksissa, ja painotuotteilla on odottamattomia lääketieteellisiä vaikutuksia. Rooman yliopiston tutkijat käyttivät tätä ominaisuutta kehittääkseen kevyesti ohjatuilla bakteereilla toimivia mikromoottoreita. Kokeessa Leonardo-tiimi osoitti, kuinka 36 sähkökonetta toimivat yhdessä, mikä osoittaa, mitä 3D-tulostusmikrokoneiden tulevaisuus on.
Leonardo sanoi, että käyttämällä moderneja työkaluja, kuten nanoteknologiaa ja mikroteollisuutta, tutkijat voivat tehdä parempia ja parempia mikromökeitä. Kolmiulotteisella painettuun kaksi-photon-litografiseen järjestelmään voidaan muodostaa mikä tahansa muoto, mutta jos haluat mekaanisen liikkeen siirtymisen itsenäisesti, sinun on löydettävä teho. Puolijähmeästä hartsista valmistettu mekaaninen järjestelmä yhdistettynä kokoonpanotyökaluun, kuten holografiseen kalvoon, voi käyttää laseria manipuloimaan pieniä elävöitä.
Leonardo-kokeilujoukkueessa esittämässä erityisessä moottorissa tutkijat käyttivät geneettisesti muokattua E. colia. Mikro-moottoriryhmässä jokaista moottoria syövytetään 15 mikrokammiolla. Kun tutkijat pudottavat pisaraa bakteereja, jotka sisältävät tuhansia uinti, he uivat mikrokammioon yksitellen, mukaan lukien lippulaiva. ulompi. Yhdistetyn voiman alla bakteerit muuttuivat pieneksi "potkuriksi", pyörittäen 3D-mikromoottoria kuten juoksevan veden pyörää.
Koska modifioidulla E. colilla on myös omat uimastansa ja käyttäytymisominaisuutensa, tutkijat myös tarkoituksellisesti rakensivat pienen ramman moottoriin ja kallistuivat sen 45 asteen kulmaan maksimaalisen vääntömomentin saavuttamiseksi ja vietiin mikrokammiossa tee liuska Vapaa ruoska kammion ulkopuolelle yhden moottorin roottorin liikkumisen edistämiseksi. Tämän menetelmän haittapuoli on se, että bakteerien aiheuttama työntövoima on ajoittainen ja moottori pyörii kerran noin yhden minuutin ajan, ja joskus joidenkin roottorien suunta muuttuu päinvastaiseksi, mikä on turhaa.
Bakteerien keräämiseksi ja torjumiseksi tutkijat valaisevat moottorijärjestelmän laserilla 10 sekunnin välein, jotta kaikki järjestelmän osat voidaan kohdistaa. Aiemmin tiedeyhteisö käytti sähkö- tai magneettikenttiä bakteerien torjumiseksi, mutta se oli kallista ja vaikeaa valmistaa. Valon käyttö moottorijärjestelmän ohjaamiseksi on helppokäyttöinen ja edullinen, ja sallii bakteerien reagoida erilaisiin ympäristöön.
Leonardo huomautti, että elämän perusyksikkö on solu, ja lääketieteellinen diagnoosi voi alkaa kerätä yksittäisiä soluja. Tällä hetkellä ihmisen tutkimus on vasta alkua. Riippumattomat tutkijat tekevät aina väsymätöntä työtä fysiikan, tekniikan, biologian jne. Aloilla. Nanoteknologian näkökulmasta katsottuna kuitenkin, että jos eri tutkimusaloja kootaan yhteen, yhteiskunta voi hyötyä parhaiten.
