Микроскопические транспортные средства на водорослях помогут в исследованиях
Исследователи создали крошечные структуры, похожие на транспортные средства, которыми можно управлять с помощью микроскопических водорослей. Водоросли улавливаются в «ловушки-корзинки», прикреплённые к микромашинам. Конструкция тщательно продумана, чтобы дать водорослям достаточно пространства для продолжения движения.
Было создано два типа «транспорта»:
- «Ротатор» — вращается как колесо.
- «Скутер» — должен был двигаться вперёд, но в тестах демонстрировал более неожиданные, хаотичные перекатывания и кувырки.
В будущем такие мини-команды из водорослей могут применяться для помощи в микроуровневом экологическом инжиниринге и исследованиях.
Как это устроено
Водоросль-двигатель: Chlamydomonas reinhardtii — распространённая водоросль с быстрым и свободным плаванием.
Производство: Микромашины созданы с помощью 3D-печати — двухфотонной стереолитографии, работающей на масштабе 1 микрометр (0.001 мм).
Ключевая задача: Оптимизация дизайна ловушки для эффективного захвата водоросли без ограничения её подвижности. Размер и форма корзинок позволяют двум жгутикам водоросли продолжать двигаться.
Конструкции:
- «Скутер»: две ловушки, по одной водоросли в каждой.
- «Ротатор»: четыре ловушки с четырьмя водорослями, похож на колесо обозрения.
Преимущества и перспективы
Главное преимущество — ни машины, ни водоросли не требуют химической модификации. Водорослям также не нужны внешние структуры для наведения в ловушку, что упрощает процесс и даёт большую свободу движения.
Эксперименты длились несколько часов, в течение которых микромашины сохраняли форму. Отдельная водоросль живёт около двух дней, размножаясь.
Следующие шаги: улучшить ротатор для более быстрого вращения и создать более сложные конструкции машин.
«Эти методы могут в будущем развиться в технологию для экологического мониторинга в водной среде и транспортировки веществ с помощью микроорганизмов, например, для перемещения загрязнителей или питательных веществ в воде», — отметил профессор Шоджи Такеучи, курировавший проект.
Исследование опубликовано в журнале Small.