Technológiai határ: A 3D nyomtatás bakteriális csoportokkal érhető el
Roberto Leonardo, a Római Egyetem fizika professzora számos apró motorokat fejlesztett ki, amelyek baktériumokkal és lézerekkel táplálkoztak, és elkezdtek bekapcsolódni.
A nano méretű 3D nyomtatási technológia nem új, de a kapcsolódó alkalmazások még mindig frissítésre kerülnek. A "kétfoton litográfia" néven ismert egyik technológia népszerűvé vált, és számos esztétikai modellt készítettek ezzel a technológiával, ideértve a mikroszkópikus versenyeket, az űrrepülőket és még az ókori római szobrákat is.
Bár a kutatók azt is szeretnék alkalmazni ezt a technológiát az orvosi területen, eddig mechanikai szempontból az eredmények korlátozottak voltak. Például egy kutatócsoport a 3D nyomtatást használta egy "cápa" nevű nanorendszer létrehozására, amely mágneses térben szabadon mozoghat, míg más kutatócsoportok új geometriák kifejlesztésén dolgoznak, hogy növeljék a célzott gyógyszerek sikeres leadásának valószínűségét.
A korábbi kutatások bizonyították, hogy a nanotechnológia nagy potenciállal rendelkezik bizonyos alkalmazásokban, és a nyomtatott tárgyak váratlan egészségügyi hatásokkal rendelkeznek. A Római Egyetem kutatói ezt a funkciót használják fényszabályozott baktériumok által táplált mikromotorok kifejlesztésére. A kísérletben Leonardo csapata megmutatta, hogy a 36 elektromos gép egyformán működik, jelezve, hogy mi a jövő a 3D-s nyomtatás mikroprocesszorok.
Leonardo elmondta, hogy a modern eszközök - például a nanotechnológia és a mikrokészítés - segítségével a kutatók jobb és jobb mikromotorokat készíthetnek. 3D-s nyomtatott kétfoton litográfiai rendszerrel bármilyen formát kinyomtathat, de ha mechanikus mozgást kíván önállóan mozogni, meg kell találnia a hatalmat. A félszilárd gyantából készült mechanikus rendszer, amely egy összeszerelő eszközzel, például egy holografikus membránnal kombinálva, lézert használhat az apró élő testek manipulálására.
A Leonardo kísérleti csapat által bevezetett speciális motorban a kutatók géntechnológiával módosított E. colit használtak. A mikromotoros tömbben mindegyik motort 15 mikrokamrával rögzítik. Amikor a kutatók egy csepp baktériumot csepegnek, amelyek több ezer úszást tartalmaznak, egyenként belevágnak a mikrokamrába, beleértve a flagellát is. külső. A kombinált erő alatt a baktériumok egy apró "propeller" -vé alakultak, a 3D mikromotor forgatásával, mint egy futóvíz kerék.
Mivel a módosított E. coli saját úszási stílussal és viselkedési jellemzőkkel is rendelkezik, a kutatók szándékosan felépítették a motorra egy kis rámpát, 45 fokos szögben döntve a nyomaték maximalizálására, és a mikrokamrába rohanva hogy a lobogó szabadon dobja a kamrát, hogy meghajtsa az egyetlen motoros rotor mozgását. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy a baktériumok által létrehozott nyomóerő szakaszos, és körülbelül 1 percet vesz igénybe a motor egyszer forgása, és néha a forgórészek mozgásának iránya megfordul, ami hiábavaló.
A baktériumok összegyűjtése és ellenőrzése érdekében a kutatók 10 másodpercenként lámpával világítják meg a motorrendszert, hogy a rendszer minden komponense igazítható legyen. A múltban a tudományos közösség elektromos vagy mágneses mezőket használt a baktériumok ellen, de drága és nehéz gyártani. A motort irányító fény egyszerűen működtethető és alacsony a költségeken, és lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy reagáljanak különböző környezeti jelekre.
Leonardo rámutatott, hogy az élet alapegysége sejtek, és az orvosi diagnózis elkezdheti az egyes sejtek gyűjtését. Jelenleg az emberi kutatás csak a kezdet. Független kutatók mindig a fizika, a mérnöki, a biológiai stb. Területeken folytatják a szüntelen erőfeszítéseket. Ugyanakkor a nanotechnológia szempontjából, ha különböző kutatási területeket állítanak össze, a társadalom a legtöbbet hasznosítja.
