Усе мы знаёмыя з робатамі, абсталяванымі рухомымі рукамі.Яны сядзяць на фабрыцы, выконваюць механічную працу і могуць быць запраграмаваныя.Адзін робат можа выкарыстоўвацца для некалькіх задач.
Малюсенькія сістэмы, якія транспартуюць нязначную колькасць вадкасці праз тонкія капіляры, да сённяшняга дня не ўяўлялі для такіх робатаў асаблівага значэння.Распрацаваныя даследчыкамі ў якасці дадатку да лабараторнага аналізу, такія сістэмы вядомыя як мікрафлюідычныя сістэмы або лабараторыі на чыпах і звычайна выкарыстоўваюць знешнія помпы для перамяшчэння вадкасці па чыпе.Да гэтага часу такія сістэмы было цяжка аўтаматызаваць, і мікрасхемы павінны быць распрацаваны і выраблены на заказ для кожнага канкрэтнага прымянення.
Навукоўцы на чале з прафесарам ETH Дэніэлам Ахмедам цяпер аб'ядноўваюць звычайную робататэхніку і мікрафлюідыку.Яны распрацавалі прыладу, якая выкарыстоўвае ультрагук і можа быць прымацаваная да рукі робата.Ён падыходзіць для шырокага спектру задач у мікраробататэхніцы і мікрафлюідыцы, а таксама можа выкарыстоўвацца для аўтаматызацыі такіх прыкладанняў.Навукоўцы паведамляюць пра прагрэс у Nature Communications.
Прылада складаецца з тонкай завостранай шкляной іголкі і п'езаэлектрычнага пераўтваральніка, які прымушае іголку вібраваць.Падобныя пераўтваральнікі выкарыстоўваюцца ў гучнагаварыцелях, ультрагукавой візуалізацыі і прафесійным стаматалагічным абсталяванні.Даследчыкі ETH могуць змяняць частату вібрацыі шкляных іголак.Акунуўшы іголку ў вадкасць, яны стварылі трохмерны ўзор з мноства завіхрэнняў.Паколькі гэты рэжым залежыць ад частаты ваганняў, ім можна адпаведна кіраваць.
Даследчыкі могуць выкарыстоўваць яго для дэманстрацыі розных прыкладанняў.Па-першае, яны змаглі змяшаць драбнюткія кроплі вельмі вязкай вадкасці.«Чым больш глейкая вадкасць, тым цяжэй яе змешваць», - тлумачыць прафесар Ахмед.«Аднак наш метад пераўзыходзіць гэта, таму што ён не толькі дазваляе нам стварыць адзіны віхор, але і эфектыўна змешвае вадкасці з выкарыстаннем складаных 3D-патэрнаў, якія складаюцца з некалькіх моцных віхур».
Па-другое, навукоўцы змаглі перапампоўваць вадкасць праз сістэму мікраканалаў, ствараючы пэўныя віхравыя ўзоры і размяшчаючы вагальныя шкляныя іголкі блізка да сценак канала.
Па-трэцяе, яны змаглі ўлавіць дробныя часціцы, якія прысутнічаюць у вадкасці, з дапамогай рабатызаванага акустычнага прылады.Гэта працуе, таму што памер часціцы вызначае, як яна рэагуе на гукавыя хвалі.Адносна буйныя часціцы рухаюцца да вагальнай шкляной іголкі, дзе яны назапашваюцца.Даследчыкі паказалі, як такім метадам можна захапіць не толькі часціцы нежывой прыроды, але і эмбрыёны рыб.Яны лічаць, што ён таксама павінен затрымліваць біялагічныя клеткі ў вадкасцях.«У мінулым маніпуляванне мікраскапічнымі часціцамі ў трох вымярэннях заўсёды было складанай задачай.Наша малюсенькая рабатызаваная рука робіць гэта лёгка», — сказаў Ахмед.
«Дагэтуль поспехі ў шырокамаштабных прымяненнях звычайнай робататэхнікі і мікрафлюідыкі рабіліся асобна», — сказаў Ахмед.«Наша праца дапамагае аб'яднаць гэтыя два падыходы».Адна прылада, правільна запраграмаванае, можа справіцца з мноствам задач.«Змешваючы і перапампоўваючы вадкасці і захопліваючы часціцы, мы можам рабіць усё гэта з дапамогай адной прылады», — сказаў Ахмед.Гэта азначае, што мікрафлюідныя чыпы заўтрашняга дня больш не трэба будзе спецыяльна распрацоўваць для кожнага канкрэтнага прымянення.Затым даследчыкі спадзяюцца аб'яднаць некалькі шкляных іголак, каб стварыць больш складаныя віхравыя ўзоры ў вадкасці.
У дадатак да лабараторнага аналізу Ахмед можа ўявіць сабе іншыя варыянты выкарыстання мікраманіпулятара, напрыклад, сартаванне драбнюткіх прадметаў.Магчыма, руку таксама можна было б выкарыстоўваць у біятэхналогіях як спосаб увядзення ДНК у асобныя клеткі.У канчатковым выніку яны могуць быць выкарыстаны для адытыўнай вытворчасці і 3D-друку.
Матэрыялы прадастаўлены ETH Zurich.Арыгінальную кнігу напісаў Фабіа Бергамін.НАТАТКА.Змест можна рэдагаваць па стылі і працягласці.
Атрымлівайце апошнія навуковыя навіны ў счытвальніку RSS, якія ахопліваюць сотні тэм, з пагадзіннай стужкай навін ScienceDaily:
Раскажыце нам, што вы думаеце пра ScienceDaily - мы вітаем як станоўчыя, так і адмоўныя каментарыі.Ёсць пытанні аб выкарыстанні сайта?пытанне?