Sempadan teknologi: percetakan 3D boleh dicapai oleh Kumpulan bakteria

Sempadan teknologi: percetakan 3D boleh dicapai oleh Kumpulan bakteria

Roberto Leonardo, seorang Profesor fizik di University of Rome, dibangunkan siri Motor kecil yang dikuasakan dengan bakteria dan laser dan mula berpaling.

Skala nano teknologi percetakan 3D bukanlah baru, tetapi permohonan berkaitan masih sedang dikemas kini. Salah satu teknologi yang dikenali sebagai "dua-foton lithography" menjadi popular, dan model estetik yang banyak dihasilkan menggunakan teknologi ini, termasuk perlumbaan mikroskopik, Ruang Perkhidmatan Ulang-alik dan Roman purba juga ukiran.

Walaupun penyelidik juga ingin menggunakan teknologi ini untuk bidang perubatan, setakat ini, dari mekanikal pandangan, keputusan telah terhad. Sebagai contoh, Kumpulan penyelidik telah menggunakan percetakan 3D untuk mewujudkan nanodevice yang dipanggil "ikan jerung" yang boleh bergerak bebas dalam medan magnet yang sementara kajian lain kelompok yang bekerja membangunkan geometries baru untuk meningkatkan kebarangkalian kejayaan penyampaian sasaran ubat-ubatan.

Kajian-kajian lepas telah membuktikan bahawa Nanoteknologi mempunyai potensi besar dalam aplikasi tertentu, dan benda-benda bercetak mempunyai kesan perubatan yang tidak dijangka. Saintis-saintis di Universiti of Rome menggunakan ciri ini untuk membangunkan micromotors yang dijana oleh bakteria kawalan cahaya. Dalam eksperimen, Leonardo di pasukan menunjukkan bagaimana Mesin elektrik 36 kerja serentak, menunjukkan Apakah masa depan micromachines percetakan 3D.

Leonardo berkata bahawa menggunakan peralatan moden seperti Nanoteknologi dan microfabrication, penyelidik boleh membuat micromachines yang lebih baik dan lebih baik. Dengan sistem 3D lithography dua-foton yang bercetak, apa-apa bentuk boleh dicetak, tetapi jika anda mahu gerakan mekanikal untuk bergerak secara, anda perlu mencari kuasa. Satu sistem mekanikal yang diperbuat daripada resin separa pepejal, digabungkan dengan alat perhimpunan seperti di diafragma hologram, boleh menggunakan laser untuk memanipulasi badan kecil hidup.

Motor khas yang diperkenalkan oleh pasukan eksperimen Leonardo, penyelidik digunakan secara genetik Kejuruteraan E. coli. Dalam pelbagai mikro-motor, motor setiap terpahat dengan mikro-chambers 15. Apabila penyelidik jatuh setitik bakteria yang mengandungi beribu-ribu renang, mereka akan berenang ke dalam mikro-kebuk satu demi satu, termasuk dalam flagella. luar. Di bawah tentera gabungan, bakteria bertukar menjadi sebuah kecil "kipas", berputar micromotor 3D seperti roda air sedang berjalan.

Memandangkan diubahsuai E. coli juga mempunyai gaya renang dan ciri-ciri tingkah laku tersendiri, penyelidik juga sengaja dibina di tanjakan kecil atas motor, tilting pada sudut 45-darjah untuk memaksimumkan tork itu, dan bergegas ke dalam kebuk-mikro agar pihak flagella bebas dibangkitkan di luar dewan untuk melonjakkan pergerakan rotor motor yang tunggal. Kelemahannya kaedah ini ialah bahawa tujahan yang dijana oleh bakteria itu tergendala, dan ia mengambil masa kira-kira 5 minit untuk motor untuk memutar sekali, dan kadang-kadang arah pergerakan di antara rotor diterbalikkan, yang sia-sia.

Untuk mengumpul dan mengawal bakteria, penyelidik menerangi sistem motor dengan laser setiap 10 saat, supaya setiap komponen dalam sistem boleh sejajar. Dahulu, masyarakat saintifik yang menggunakan elektrik atau medan magnet untuk mengawal bakteria, tetapi ia adalah mahal dan sukar untuk mengeluarkan. Penggunaan cahaya untuk mengawal sistem motor mudah untuk beroperasi dan rendah kos, dan membolehkan bakteria untuk bertindak balas terhadap isyarat berbeza dalam persekitaran.

Leonardo menegaskan bahawa sel-sel adalah unit asas dalam kehidupan, dan diagnosis perubatan boleh mulakan dengan pengumpulan sel-sel individu. Pada masa ini, penyelidikan manusia adalah hanya permulaan. Pengarah penyelidik sentiasa membuat usaha yang diperolehi dalam bidang fizik, Kejuruteraan, biologi, dan sebagainya. Walau bagaimanapun, dari perspektif Nanoteknologi, jika berlainan bidang penyelidikan akan meletakkan bersama-sama ini, masyarakat boleh mendapatkan manfaat penuh.