باکتری‌­ها از این پس می­توانند چرخ موتورهای رباتی بسیار کوچک را بچرخانند

کشف جدید فیزیکدانان: باکتری¬ها از این پس می¬توانند چرخ موتورهای رباتی بسیار کوچک را بچرخانند

کد خبر: ۶۰۵۰۷۳

باکتری­‌ها از این پس می­توانند چرخ موتورهای رباتی بسیار کوچک را بچرخانند

 

تیمی از محققان راهی را کشف کردند که در آن باکتری‌­های شناور، انرژی لازم جهت چرخش میکروموتورها در بدن را تامین می‌کنند. برای اولین بار، این تیم توانست ساختارهایی چرخشی شبیه ملخ هواپیما بسازد که تنها با تنظیم شرایط نوری به صورت همسو بچرخند. این میکرو موتورهای جدید می­توانند با هزینه کم و در مقیاس بالا تولید شده و به عنوان دارو­رسان هدفمند جهت درمان بیماری­‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

روبرتو دی‌ لئوناردو مدیر این تیم از دانشگاه سپینزا شهر رم درباره این طرح توضیح داد که ما می‌توانیم ردیف­‌های بزرگی از موتورهای خودکنترل شده که از نور به عنوان منبع لایتناهی انرژی استفاده می­کنند، تولید کنیم. وی همچنین افزود، زمانی که کار خود را با تلاش‌­های قبلی که بر اساس گونه وحشی و گونه با ساختار مسطح باکتری مقایسه کنیم، طراحی ما شامل ترکیبی از یک سرعت چرخشی بالا و کاهش زیاد ارتعاشات است.

آن­ها شاید ریز بوده و ابعادی کوچکتر از ۱ میلیمتر داشته باشند ولی، میکروربات­ها کاربردهای بسیار گسترده­ای دارند، از پیشرفت در زمینه دارو­رسانی و درمان بیماری گرفته تا جابه‌­جایی اشیا غول­آسا همانند اتومبیل که توسط دسته‌­ی بزرگی از مورچه‌­ها جابه‌جا شود.

در طول دهه گذشته، محققان به بررسی این موضوع پرداخته‌­اند که چگونه باکتری‌­ها می‌­توانند برای قدرت بخشی به این ماشین‌های کوچک استفاده شوند. مطالعه‌های نشان داد که سیگنال‌­های نور می‌­تواند برای کنترل حرکت باکتری مورد استفاده قرار گیرد، که این خود باعث به حرکت درآوردن میکروربات‌­ها می­شود.

درحالیکه محققان توانسته‌­اند میکروربات­ها را به حرکت درآورند، اما از به حرکت درآوردن آن­ها با سرعت یکسان عاجزند و این ناتوانی به دلیل حرکات بی‌نظم باکتری‌­هاست. قسمت چالش­ برانگیز این است که مایع پر شده با باکتری‌­ها می­‌تواند منبع قابل اعتماد سوخت برای میکروربات­‌ها باشد، تنها در صورتی که باکتری‌­ها همگی در یک جهت حرکت کنند.

جهت حل این مشکل، دی‌لئوناردو و تیمش، میکروموتورهایی ساختند که قابلیت شناوری داشته و همچنین دارای مجموعه باکتری­‌های حساس به نور می‌­باشند. در لبه‌­ی خارجی واحد چرخاننده این موتورهای ریز ۱۵ محفظه با زاویه شیب­دار و موازی و حاوی این باکتری‌­ها وجود دارد.

زمانی­که باکتری­‌ها به سمت جلوی میکروموتور شنا می­کنند، زاویه شیب­دار فشار­ آن­ها را ابتدا به محفظه وارد می­کند. حرکت این تاژک‌­ها باعث چرخش میکروموتورها می­‌شود و قدرت میکروموتور به صورت مشابه باعث چرخش جریان آب مانند آسیاب آبی می‌شود.

در مرحله بعدی، این محققان ردیف­‌هایی از میکروموتورها و باکتری‌­های شناور را در معرض منبع نور قرار دادند. آن‌ها توانستند سطوح نوری برای استفاده در یک الگوریتم بازخوردی به گونه‌ه­ای تنظیم کنند که ردیف‌­ها با فاصله زمانی ۱۰ ثانیه‌ه­ای روشن شوند و به کار بیافتند.

با تنظیم نور، محققان توانستند میکروموتورها را به سمت چرخش در یک جهت و با سرعت تقریباً مساوی سوق دهند.

دی لئوناردو می­گوید: “این اختراع می­‌تواند روزی به عنوان محرکی قابل عرضه و ارزان ­قیمت در میکروموتورها برای جمع‌­آوری و چینش سلول­‌های مجزا درون آزمایشگاه‌­های کوچک بیومدیکال مورد استفاده قرار گیرد.”

این تحقیق در مجله Nature Communications به چاپ رسیده است.

 

لینک:

 https://www.sciencealert.com/physicists-just-found-a-way-to-power-micromotors-with-bacteria

 

More from سحر احمدوند

نقاط کوانتومی آنتی‌بیوتیکی می­تواند علیه پدیده مقاومت آنتی‌­بیوتیکی پیروز شود

  کد خبر:۶۰۸۰۳۱ تاریخ انتشار: ۱۳ اکتبر ۲۰۱۷   نقاط کوانتومی آنتی‌بیوتیکی...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *