Технологична граница: Триизмерният печат може да бъде постигнат от бактериални групи
Роберто Леонардо, професор по физика в Римския университет, разработи серия от малки двигатели, задвижвани с бактерии и лазери, и започна да се обръща.
Наномащабната 3D технология за печат не е нова, но свързаните приложения все още се актуализират. Една от технологиите, известни като "двуфотонна литография" стана популярна и много естетически модели бяха произведени чрез тази технология, включително микроскопични състезания, космически совалки и дори древни римски скулптури.
Въпреки че изследователите също искат да прилагат тази технология в областта на медицината, досега, от механична гледна точка, резултатите са ограничени. Например един изследователски екип е използвал 3D печат, за да създаде нанонаука, наречена "акула", която може да се движи свободно в магнитно поле, докато други изследователски групи работят върху разработването на нови геометрии, за да увеличат вероятността за успешно доставяне на целеви наркотици.
Предишни изследвания са доказали, че нанотехнологиите имат голям потенциал в определени приложения, а печатниците имат неочаквани медицински ефекти. Учените от Римския университет използват тази характеристика за разработване на микромотори, захранвани от бактерии, контролирани от светлина. В експеримента екипът на Леонардо показа как 36 електрически машини работят в унисон, което показва какво е бъдещето на микромашините за 3D отпечатване.
Леонардо заяви, че с помощта на модерни инструменти като нанотехнологиите и микропроизводството изследователите могат да направят по-добри и по-добри микромашини. С 3D печатна двуфонова литографска система всяка форма може да бъде отпечатана, но ако искате механичното движение да се движи автономно, трябва да намерите сила. Механична система, направена от полутвърда смола, комбинирана с монтажен инструмент като холографска диафрагма, може да използва лазер за манипулиране на малки живи тела.
В специалния двигател, въведен от експерименталния екип на Леонардо, изследователите са използвали генетично проектиран Е. coli. В микромоторната матрица всеки мотор е гравиран с 15 микрокамери. Когато изследователите пускат капка бактерии, съдържащи хиляди плуване, те ще плуват в микро-камерата един по един, включително и фланела. външната. Под комбинираната сила бактериите се превърнаха в малка "витла", като въртяха 3D микромотора като водно колело.
Тъй като модифицираният Е. coli също има свой собствен стил на плуване и поведенчески характеристики, изследователите съзнателно са построили малка рампа на мотора, накланяйки я под ъгъл от 45 градуса, за да увеличат максимално въртящия момент и да го вкарат в микрокамерата направете камшика Freely навън от камерата, за да задвижвате движението на един ротор на двигателя. Недостатъкът на този метод е, че натискът, генериран от бактериите, е прекъсващ и отнема около 1 минута, докато моторът се върти веднъж и понякога посоката на движение на някои от роторите е обърната, което е напразно.
За да се съберат и контролират бактериите, изследователите осветяват моторната система с лазер на всеки 10 секунди, така че всеки компонент в системата да може да бъде подравнен. В миналото научната общност използвала електрическо или магнитно поле за контролиране на бактериите, но е скъпа и трудна за производство. Използването на светлина за управление на моторната система е лесна за работа и е с ниска цена и позволява на бактериите да реагират на различни сигнали в околната среда.
Леонардо посочи, че основната единица на живота е клетките, а медицинската диагноза може да започне чрез събиране на отделни клетки. Понастоящем човешките изследвания са само началото. Независимите изследователи винаги правят непрестанни усилия в областта на физиката, инженерството, биологията и т.н. Но от гледна точка на нанотехнологиите, ако се обединяват различни сфери на изследване, обществото може да получи най-голяма полза.
