Американские инженеры и физики создали новый тип нанодвигателей и использовали их для создания своеобразной "армии" из миллиона микророботов. Их движением можно управлять с помощью лазера, пишут разработчики в научном журнале Nature.
"Мы не можем уменьшить себя до микроскопических размеров; возможность управлять небольшим роботом наиболее близкий возможный аналог этого. Я думаю, что с помощью подобных машин мы сможем путешествовать в те удивительные уголки микромира, которые не в состоянии увидеть самостоятельно", – рассказал один из разработчиков микророботов, доцент Пенсильванского университета (США) Марк Мискин.
За последние десять лет ученые создали десятки различных молекулярных машин из коротких цепочек ДНК и других сложных молекул. Среди них – щипцы, системы доставки лекарств в определенные клетки и даже примитивные компьютеры и роботы-"трансформеры". Разработка более совершенных "механизмов" такого рода продвигается крайне медленно из-за того, что сборка больших наноструктур становится все сложнее, а менять их устройство и управлять их работой оказывается все сложнее и сложнее.
По словам Мискина, многие из этих проблем связаны с тем, что традиционные моторы невозможно уменьшить до наноразмеров и встроить их в конструкции, которые по размерам сопоставимы с клетками человека или одиночными микробами. Американские инженеры и физики решили эту проблему, создав новый тип двигателей для микророботов.
Универсальные нанороботы
Такие двигатели по форме похожи на ноги насекомых. Они сложены из нескольких тонких пластинок из платины, титана, кремния и полимеров. Движущую силу они создают благодаря тому, что часть пластинок меняет свою форму, если через них пропустить электрический ток.
' Движушийся микроробот. Credit – NGS Press/Youtube'
При попадании в воду или другой тип электролита этот эффект усиливается. Дело в том, что присутствующие в них ионы начинают "налипать" на поверхность "ног" двигателя и утяжелять их при пропускании напряжения, благодаря чему те сгибаются быстрее. Благодаря этому КПД роботов и их управляемость при попадании в вязкие и густые жидкости резко увеличиваются.
Опираясь на эти идеи, ученые "напечатали" около миллиона миниатюрных роботов разных размеров, используя те же технологии, которые сейчас применяются при изготовлении кремниевых микрочипов и солнечных батарей. Попутно ученые встроили в них фотодатчики, с помощью которых их движением можно управлять вспышками света.
' Микророботы, которых создали ученые. Credit – NPG Press/Youtube'
Таким же образом этих роботов можно оснастить автономными источниками питания и управляющей микроэлектроникой, благодаря которой они могут самостоятельно принимать решения. В них можно встроить и наборы различных датчиков, которые нужны для наблюдений за окружающей средой или здоровьем людей. Стоимость производства таких наномашин, как ожидают исследователи, будет очень низкой, не больше цента на одну копию робота.
Мискин и его коллеги надеются, что в ближайшее время смогут создать полностью автономных медицинских или научных нанороботов, которые могли бы решать самые разные задачи при попадании внутрь организма человека, отдельных его клеток или окружающей среды, не нанося вреда природе и не вызывая дискомфорта у их владельцев.
Источник: https://nauka.tass.ru/