Миниатюрные плавающие «пончики» доставляют грузы
Москва, 16:20, 30 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Международная команда ученых напечатала на 3D-принтере пончики (торы), покрытые никелем и платиной. Они могут стать связующим звеном между синтетическими и биологическими пловцами, вроде бактерий, научившихся размножаться в агрессивных условиях.
Микроструктуры имитируют биологическое поведение и в будущем могут доставлять препараты или образцы в лабораториях на чипе, сообщает phys.org. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.
«Эти пончики способны стать активными медицинскими материалами», — сказал профессор Игорь Аронсон из Университета штата Пенсильвания.
Самостоятельно двигаясь, микроторы могут помочь смешивать вещества в лабораториях на чипе, отметил другой автор, Ремми Данэй Бейкер.
Пончики изготовили с помощью Nanoscribe Photonic Professional GT. Принтер позволяет получать торы, размером 3, 7 или 14 мкм с декоративными элементами до 200 нм. Такая точность обеспечивается лазерами и специальными фоторезистами.
«Мы создали 2 версии: горизонтальную и вертикальную, — сказал Бейкер. – Первый тор плоско печатается на стеклянном основании, затем глазируется никелем и платиной. Вертикальный погружается в металлы».
Покрытие горизонтальной структуры толще сверху, чем по бокам. Вертикальные пончики имеют плоское основание и погружаются в металлы наполовину. Никель играет две роли. Он обеспечивает поверхность для прилипания платины и позволяет манипулировать тором с помощью магнитных полей.
Ученые хотели, чтобы пончики вели себя как живые организмы – плавали в воде и реагировали на сигналы. Существам для движения необходима пища или топливо. В ходе опытов микроторы погружали в раствор перекиси водорода, игравшей роль горючего. Платина разлагала вещество, обеспечивая движение.
«Предполагалось, что горизонтальный тор всплывет и зависнет на поверхности, но этого не произошло, — сказал Аронсон. – Вместо этого изделие наклонилось и, достигнув 15°С, стало плавать, как водный мотоцикл».
Торы могут переносить других искусственных пловцов, биметаллические наностержни или пассивные коллоидные частицы. Поведение с грузом зависит от формы. Горизонтальные бублики активно транспортируют биметаллические наностержни. Ученые обнаружили альтернативные способы заставить структуры двигаться, вроде ферментов или света.
