Limita tehnologică: tipărirea 3D poate fi realizată de grupuri bacteriene
Roberto Leonardo, profesor de fizică la Universitatea din Roma, a dezvoltat o serie de motoare mici care au alimentat cu bacterii și lasere și au început să se transforme.
Tehnologia 3D de tipărire la nivel nano nu este nouă, dar aplicațiile înrudite sunt încă în curs de actualizare. Una dintre tehnologiile cunoscute ca "litografie cu două fotoni" a devenit populară și multe modele estetice au fost produse folosind această tehnologie, inclusiv curse microscopice, navete spațiale și chiar sculpturi romane antice.
Deși cercetătorii doresc să aplice această tehnologie și în domeniul medical, până acum, din punct de vedere mecanic, rezultatele au fost limitate. De exemplu, o echipă de cercetare a utilizat tipărirea 3D pentru a crea un nanodevision numit "rechin" care se poate mișca liber într-un câmp magnetic, în timp ce alte grupuri de cercetare lucrează la dezvoltarea unor noi geometrii pentru a crește probabilitatea livrării cu succes a medicamentelor vizate.
Cercetările anterioare au demonstrat că nanotehnologia are un mare potențial în anumite aplicații, iar obiectele imprimate au efecte medicale neașteptate. Oamenii de știință de la Universitatea din Roma au folosit această caracteristică pentru a dezvolta micromotoare alimentate de bacterii controlate cu lumină. În cadrul experimentului, echipa lui Leonardo a arătat cum lucrează 36 de mașini electrice la unison, indicând viitorul micromachinelor de imprimare 3D.
Leonardo a spus că, folosind instrumente moderne, cum ar fi nanotehnologia și microfabricarea, cercetătorii pot face micromachine mai bune și mai bune. Cu un sistem 3D de tipărire prin două fotoni, orice formă poate fi imprimată, dar dacă doriți ca mișcarea mecanică să se miște în mod autonom, trebuie să găsiți energie. Un sistem mecanic realizat din rășină semi-solidă, combinat cu un instrument de asamblare, cum ar fi o diafragmă holografică, poate utiliza un laser pentru a manipula corpuri vii minuscule.
În motorul special introdus de echipa experimentală Leonardo, cercetătorii au folosit E. coli cu tehnologie genetică. În matricea cu micro-motoare, fiecare motor este gravat cu 15 micro-camere. Atunci când cercetătorii aruncă o picătură de bacterii care conțin mii de înot, ei vor înota în microcameră unul câte unul, inclusiv flagelul. exterior. Sub forța combinată, bacteriile s-au transformat într-o "elice" mică, prin rotirea micromotorului 3D ca o roată cu apă curgătoare.
Având în vedere că E. coli modificat are de asemenea propriile caracteristici de înot și caracteristici comportamentale, cercetătorii au construit în mod deliberat o ramă mică pe motor, înclinându-l la un unghi de 45 de grade pentru a maximiza cuplul și o grăbesc în microcameră faceți bastonul în mod liber în afara camerei pentru a propulsa mișcarea unui singur rotor motor. Dezavantajul acestei metode este că forța generată de bacterii este intermitentă și durează aproximativ un minut pentru ca motorul să se rotească o singură dată și uneori direcția de mișcare a unora dintre rotoare este inversată, ceea ce este zadarnic.
Pentru a colecta și a controla bacteriile, cercetătorii iluminează sistemul cu motor la fiecare 10 secunde, astfel încât fiecare componentă din sistem să poată fi aliniată. În trecut, comunitatea științifică folosea câmpuri electrice sau magnetice pentru a controla bacteriile, dar a fost costisitoare și dificil de fabricat. Folosirea luminii pentru a controla sistemul motor este ușor de operat și are un cost redus și permite bacteriilor să răspundă la diferite semnale din mediul înconjurător.
Leonardo a subliniat că unitatea de bază a vieții este celula, iar diagnosticul medical poate începe prin colectarea celulelor individuale. În prezent, cercetarea umană este doar începutul. Cercetătorii independenți fac întotdeauna eforturi neîncetate în domeniile fizicii, ingineriei, biologiei etc. Cu toate acestea, din perspectiva nanotehnologiei, dacă se creează diferite domenii de cercetare, societatea poate obține cele mai multe beneficii.
