Медицинские инженеры создали уже немало микроботов для адресной доставки лекарств в конкретные ткани и органы. Большинство из них передвигается по кровеносным сосудам, некоторые даже могут менять форму в зависимости от среды.
Теперь же исследователи создали микроботов (как сообщается, размером с клетку тела человека), обладающих ножками и способных шагать.
Технологию разработали учёные из Корнеллского университета. Ведущий автор работы Марк Мискин (Marc Miskin) сегодня является сотрудником Пенсильванского университета.
В течение нескольких лет Мискин и его коллеги создавали многоступенчатую методику нанообработки, которая превращает десятисантиметровую кремниевую композитную пластину в миллион микроскопических роботов всего за несколько недель.
Основу тел таких микроботов составляют сверхтонкие прямоугольные каркасы из стекла. Эти "скелеты" покрыты слоем кремния, на который наносят по два электронных элемента управления и два либо четыре кремниевых солнечных элемента.
Длина тела каждого микробота составляет 70 микрометров (чуть меньше ширины самого тонкого человеческого волоска).
Устройства имеют по четыре ножки толщиной в сто атомов, изготовленные из одного слоя платины и одного слоя титана (последний, кстати, можно заменить графеном).
"Ножки [микроботов] суперсильные. Они несут тело, которое в тысячу раз толще и весит примерно в восемь тысяч раз больше, чем каждая из них", – уточняет Марк Мискин.
Привести микробота в движение можно при помощи лазера. Если направить его на один из солнечных элементов, возникнет электрический ток, который приведёт к расширению платины, в то время как титан останется жёстким. Таким образом, ножка микробота согнётся. В отсутствие тока она, соответственно, выпрямится.
Если таким способом вызывать попеременное сгибание и выпрямление передних и задних "конечностей", можно заставить устройство шагать, поясняют авторы работы.
По их словам, размер микроботов позволяет вспрыскивать их в организм при помощи иглы для подкожных инъекций.
Правда, пока что устройства могут перемещаться лишь под тонким слоем ткани толщиной с ноготь (лазерное излучение извне не может проникать на большую глубину). Поэтому сейчас Мискин и его коллеги подбирают другие источники энергии для шагающих микроботов, например, ультразвук и магнитные поля.
Кроме того, команда работает над "умными" моделями со встроенными датчиками, контроллерами и даже часами (вероятно, для доставки лекарств, которые нужно принимать в строго определённое время).
Исследователи представили доклад о проделанной работе на недавнем собрании Американского физического общества (APS March Meeting 2019).
Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о нанороботах из нитей ДНК с химическими "двигателями".
