Maks Plank Intelligent Tizimlar Instituti olimlari bir hujayrali yashil mikrosuv o'tlarini magnit material bilan qoplashdi. Keyin bu miniatyura robot sinovdan o'tkazildi: magnit qoplamali mikrosuv o'tlari cheklangan joylarda va inson tanasida mavjud bo'lgan yopishqoq suyuqlikda suzib yura oladimi? Kichkina robot bu qiyin sharoitlarda o'z yo'lini topa oladimi?
Tabiatda bir hujayrali mikrosuv o'tlari ajoyib suzuvchilardir. Old tomondagi ikkita antennaga o'xshash sezgich hujayrani oldinga siljitadigan suzish harakatini amalga oshiradi. MPI-IS jamoasi suv o'tlarini tabiiy polimer xitosan (yaxshi yopishish uchun) va magnit nanopartikullar bilan qoplaganda nima bo'lishini bilmoqchi edi.
Olimlar biogibrid mikrosuzuvchilarga qoplama deyarli ta'sir qilmaganligini aniqladilar. Old tomondagi kichkina sezgichlarning brass usulida harakatlanishi tufayli qoplangan suv o'tlari deyarli o'zgarishsiz suzish tezligida oldinga yugurdi: ular sekundiga 115 mikrometrga yetdi - bu sekundiga taxminan 12 tana uzunligi. Taqqoslash uchun, Olimpiya chempioni Maykl Felps o'zining eng yaxshi davrida sekundiga 1,4 tana uzunligi tezligiga erishdi. Ammo suv o'tlari oyoqlari yoki oyoqlari bo'lmagan bitta hujayradir.
Tadqiqotga birgalikda rahbarlik qilgan Birgul Akolpoglu va Saadet Fatma Baltaji bir necha yil oldin suyuqliklardagi bakteriyalarga asoslangan mikrosuzuvchilarni magnit bilan boshqarish va bir kun kelib ularni dori vositalari sifatida ishlatish mumkinligini o'rganishgan. Endi ular e'tiborlarini mikrosuv o'tlariga qaratishdi. Ikkala tadqiqotchi ham bu bir hujayrali organizmlarning yuzasini magnit material bilan funksionalizatsiya qilishni maqsad qilishdi, shunda hujayralar istalgan yo'nalishda yo'naltirilishi mumkin edi - shu bilan mikrosuv o'tlarini mikrorobotga aylantirish.
Hujayralarni qoplash atigi bir necha daqiqa davom etdi va deyarli har safar ish berdi: ayollar o'nta suv o'tlaridan to'qqiztasini magnit nanopartikullar bilan muvaffaqiyatli qoplashdi. Ular avval biogibrid robotlarini suv kabi yupqa suyuqlikda sinab ko'rishdi. Tashqi magnit maydonlaridan foydalanib, ular robotlarni istalgan yo'nalishda boshqarishlari mumkin edi. Keyin tadqiqotchilar robotlarini mikrosuv o'tlarining kengligidan uch baravar ko'p bo'lmagan juda cheklangan muhit - 3D bosilgan naychalar bo'ylab boshqardilar. Rul boshqaruvi ham shu muhitda ishlaydimi yoki yo'qligini tekshirish uchun guruh ikkita turli tizimni o'rnatdi: biri magnit bobinlar bilan, ikkinchisi mikroskop atrofida doimiy magnitlar bilan. Ular bir xil magnit maydon hosil qilishdi va uning yo'nalishini bir necha bor o'zgartirishdi.
“Biz suv oʻtlari 3D-bosma mikrokanallar boʻylab uch xil usulda harakatlanishini aniqladik: orqaga harakatlanish, kesishish va magnit kesishish. Magnit boshqaruvisiz suv oʻtlari koʻpincha qoqilib, boshlangʻich nuqtaga qaytib ketishdi. Biroq, magnit boshqaruvi bilan ular yanada silliqroq harakatlanishdi va toʻsiqlardan qochishdi”, deydi nashrning birinchi mualliflaridan biri Birgul Akolpoglu. “Magnit boshqaruv mikrosuzuvchilarga maydon yoʻnalishiga moslashishga yordam berdi. Ular cheklangan joylarda harakatlanish uchun haqiqiy salohiyatni namoyish etdilar — goʻyo ular kichkina GPS bilan jihozlangandek!”
Keyingi bosqichda jamoa suyuqlikning yopishqoqligini oshirdi va mikrorobotlarini yana tor kanallar orqali yubordi.
“Biz suzuvchilarimizning shilimshiqqa oʻxshash muhitda oʻzini qanday tutishini sinab koʻrmoqchi edik. Biz qovushqoqlik mikrosuv oʻtlarining suzish qobiliyatiga taʼsir qilishini aniqladik. Yuqori qovushqoqlik ularni sekinlashtiradi va harakatlanish usulini oʻzgartiradi. Magnit maydonni qoʻllaganimizda, suzuvchilar oldinga va orqaga siljib, zigzag shaklida oldinga harakatlanishdi. Bu qovushqoqlikni va magnit hizalanishni nozik sozlash murakkab muhitda mikrorobotlarning navigatsiyasini qanday optimallashtirishi mumkinligini koʻrsatadi”, deb qoʻshimcha qiladi Baltaci.
“Bizning maqsadimiz mikrorobotlarni murakkab va kichik, juda cheklangan muhitlarda, masalan, to'qimalarimizda joylashgan muhitlarda joylashtirishdir. Bizning natijalarimiz maqsadli dori vositalarini yetkazib berish kabi ilovalar uchun eshiklarni ochadi va biotibbiyotda va undan tashqarida kelajakdagi innovatsiyalar uchun ajoyib salohiyatga ega tibbiy muolajalar uchun biomos yechimni taklif qiladi”, deb xulosa qildi jamoa.
Asl nashr
ham o'qing
Metanotermobakter 2021-yilning mikrobidir | Pugnalom
Diatomlar suv yo'llaridan kimyoviy ifloslanishni olib tashlashi mumkin | Pugnalom
