Svima su nam poznati roboti opremljeni pokretnim rukama.Sjede u tvornici, obavljaju mehanički rad i mogu se programirati.Jedan robot se može koristiti za više zadataka.
Sićušni sustavi koji prenose zanemarive količine tekućine kroz tanke kapilare do danas su bili od male vrijednosti takvim robotima.Razvili su ih istraživači kao dodatak laboratorijskoj analizi, takvi sustavi poznati su kao mikrofluidika ili laboratorij na čipu i obično koriste vanjske pumpe za premještanje tekućina kroz čip.Do sada je takve sustave bilo teško automatizirati, a čipovi se moraju dizajnirati i proizvoditi po narudžbi za svaku pojedinu primjenu.
Znanstvenici predvođeni profesorom ETH Danielom Ahmedom sada spajaju konvencionalnu robotiku i mikrofluidiku.Razvili su uređaj koji koristi ultrazvuk i može se spojiti na robotsku ruku.Prikladan je za širok raspon zadataka u mikrorobotici i mikrofluidici, a može se koristiti i za automatizaciju takvih aplikacija.Znanstvenici izvješćuju o napretku u Nature Communications.
Uređaj se sastoji od tanke, šiljate staklene igle i piezoelektričnog pretvarača koji uzrokuje vibriranje igle.Slični pretvornici koriste se u zvučnicima, ultrazvučnim slikama i profesionalnoj stomatološkoj opremi.Istraživači ETH-a mogu promijeniti frekvenciju vibracija staklenih igala.Umačući iglu u tekućinu, stvorili su trodimenzionalni uzorak od mnogo vrtloga.Budući da ovaj način rada ovisi o frekvenciji osciliranja, može se njime upravljati u skladu s tim.
Istraživači ga mogu koristiti za demonstraciju raznih primjena.Prvo, uspjeli su pomiješati sićušne kapljice visoko viskoznih tekućina."Što je tekućina viskoznija, to ju je teže miješati", objašnjava profesor Ahmed."Međutim, naša metoda briljira u tome jer ne samo da nam omogućuje stvaranje jednog vrtloga, već također učinkovito miješa tekućine koristeći složene 3D uzorke sastavljene od višestrukih snažnih vrtloga."
Drugo, znanstvenici su uspjeli pumpati tekućinu kroz mikrokanalni sustav stvaranjem specifičnih vrtložnih uzoraka i postavljanjem oscilirajućih staklenih igala blizu stijenki kanala.
Treće, uspjeli su uhvatiti sitne čestice prisutne u tekućini pomoću robotskog akustičnog uređaja.Ovo funkcionira jer veličina čestice određuje kako ona reagira na zvučne valove.Relativno velike čestice kreću se prema oscilirajućoj staklenoj igli, gdje se nakupljaju.Istraživači su pokazali kako ovom metodom mogu uhvatiti ne samo čestice nežive prirode, već i riblje embrije.Vjeruju da bi također trebao zarobiti biološke stanice u tekućinama.“U prošlosti je manipuliranje mikroskopskim česticama u tri dimenzije uvijek bio izazov.Naša malena robotska ruka olakšava ovo,” rekao je Ahmed.
"Do sada, napredak u velikim primjenama konvencionalne robotike i mikrofluidike je rađen odvojeno", rekao je Ahmed."Naš rad pomaže spajanju ova dva pristupa."Jedan uređaj, pravilno programiran, može riješiti mnoge zadatke."Miješajući i pumpajući tekućine i hvatajući čestice, sve to možemo učiniti s jednim uređajem", rekao je Ahmed.To znači da mikrofluidne čipove sutrašnjice više neće trebati posebno dizajnirati za svaku pojedinu primjenu.Istraživači se tada nadaju kombinirati više staklenih igala kako bi stvorili složenije vrtložne uzorke u tekućini.
Osim laboratorijske analize, Ahmed može zamisliti i druge namjene za mikromanipulator, kao što je sortiranje sitnih predmeta.Možda bi se ruka također mogla koristiti u biotehnologiji kao način uvođenja DNK u pojedinačne stanice.One bi se eventualno mogle koristiti za aditivnu proizvodnju i 3D ispis.
Materijale osigurao ETH Zurich.Izvornu knjigu napisao je Fabio Bergamin.BILJEŠKA.Sadržaj se može uređivati ​​za stil i duljinu.
Dobijte najnovije znanstvene vijesti u svom RSS čitaču koje pokrivaju stotine tema s feedom vijesti ScienceDaily svakog sata:
Recite nam što mislite o ScienceDailyju – pozdravljamo i pozitivne i negativne komentare.Imate pitanja o korištenju stranice?pitanje?