Магнитный микроробот механически перемешивает микроскопические материалы!
Химия часто ассоциируется с смешиванием жидкостей в пробирках или колбах, но во многих медицинских и промышленных задачах работают с долями миллилитра, где незаменимы микророботы.
В журнале Nanotechnology and Precision Engineering исследователи из Китайской академии наук и Китайского института электроснабжения разработали микроробота, который управляет маленькими каплями с помощью магнитных полей.
Для создания робота учёные смешали неодиумовые магнитные частицы и сахар с химически стабильным полимером. Затем сахар растворили, оставив поры для увеличения площади поверхности. Полимер обработали плазмой, чтобы он притягивал воду и другие жидкости.
«Мы хотели создать чистую и быструю систему без остатков — важно для медицинской диагностики и работы с реактивами», — отметил автор Лин Гуй.
Магнитные частицы позволили управлять роботом с помощью магнитных полей. Мощные неодиумовые частицы сделали робота более отзывчивым и эффективным по сравнению с существующими моделями.
«Ранее магнитные методы были слабыми, ограничивая размер и скорость капель, а добавки часто вызывали коррозию или загрязнение», — пояснил Гуй. «Создать робота с сильным магнитным полем, химической стойкостью и высокой скоростью — задача для инновационных материалов и инженерии».
В экспериментах робота направляли к капле жидкости, которую он мог перемещать благодаря притягивающему покрытию.
На низких скоростях робот объединял капли для реакции, на высоких — делил каплю на меньшие части.
Благодаря мощным магнитам скорость робота была в 20 раз выше предыдущих моделей, он мог переносить капли почти в миллилитр и устойчив к агрессивным веществам, таким как кислоты.
Команда планирует применять робота в лабораториях для автоматизации процессов и в медицине для минимально инвазивных операций. В будущем хотят уменьшить устройство для работы с нанолитровыми каплями и интегрировать датчики для доставки лекарств или очистки загрязнений.
«Мы стремимся миниатюризировать робота и расширить его возможности», — сказал Гуй.
