Микророботы – сперматозоиды
Недавно мы сообщали о разработке биомеханических «сперматозоидов», движение хвостиков которых происходит за счет сокращения прикрепленных к ним мышечных клеток. Теперь исследователи из Университета Твенте (Голландия) и Немецкого университета в Каире разработали полностью неорганических микророботов в форме сперматозоидов, получивших название MagnetoSperm, движением которых можно управлять с помощью слабого переменного магнитного поля.
MagnetoSperm перемещается в слабом переменном магнитном поле.
Микроробот, длина которого составляет 322 микрона, изготавливается путем равномерного нанесения на силиконовую основу 5-микронного слоя полимера SU-8, выбранного благодаря легкости изготовления и механической стабильности, и последующего «вырезания» методом стандартной фотолитографии. После этого на «головку» микроробота с помощью технологии электронно-лучевого напыления наносится кобальто-никелевый слой.
При помещении в переменное магнитное поле с индукцией меньше 5 миллитесла (что примерно соответствует полю, создаваемому декоративными магнитами на холодильник) на головку микроробота воздействует магнитный вращающий момент, что вызывает колебания «хвоста», обеспечивающие перемещение микроробота вперед. Направление движения микроробота можно задавать путем изменения направления линий магнитного поля.
По словам руководителя исследования доктора Сартака Мисра (Sarthak Misra), их микророботов можно использовать для выполнения множества биомедицинских задач, в том числе доставки лекарственных препаратов, экстракорпорального оплодотворения, сортировки клеток и очистки артерий.
Схематичное изображение изготовления MagnetoSperm. Слой полимера SU-8 толщиной 5 микрон наносится на силиконовую подложку (а), после чего основа микроробота вырезается с помощью метода стандартной фотолитографии (b, c). С помощью резистентной маски для обратной литографии (d) методом электронно-лучевого напыления на головке микроробота формируется Co80Ni20-элемент толщиной 200 нанометров (d, e). MagnetoSperm высвобождается путем погружения силиконовой подложки в 5% раствор гидрохлорида тетраметиламмония при 85 градусах Цельсия. Максимальный и минимальный диаметры эллипсоидной головки микроробота (на микроснимке внизу) – 42,6 мкм (а) и 27,6 мкм (b). (Рисунок из статьи в Applied Physics Letters.)
В будущем исследователи надеются еще уменьшить размер и без того очень маленьких роботов MagnetoSperm. В настоящее время они занимаются разработкой метода производства магнитного нановолокна, которое будет выступать в роли двигающегося «хвоста» микроробота.
Статья Islam S. M. Khalil et al. MagnetoSperm: A Microrobot that Navigates using Weak Magnetic Fields опубликована в журнале Applied Physics Letters.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам AIP Publishing: Here Come the "Brobots".
05.06.2014