Ученые разрабатывают мягкие роборуки для изучения микроматериалов

Людям работать с очень мягкими и деликатными предметами, при этом не повреждая их, достаточно сложно, не говоря уже о том, чтобы делать это в микроскопическом масштабе с помощью лабораторных инструментов. Три новых исследования инженеров из Иллинойсского университета показывают, как ученые оттачивают технику обработки крошечных мягких частиц, используя точно контролируемые потоки жидкости, которые действуют как мягкие микроскопические руки. Методика позволяет исследователям проверить физические пределы этих частиц и изделий из них — начиная от биологических тканей и заканчивая кондиционерами для белья.

В трех исследованиях, проведенных Чарльзом Шредером из Иллинойсского университета, подробно рассматриваются технологии и применение ловушки Стокса — метода манипулирования мелкими частицами с использованием только потока жидкости. В последнем исследовании команда использовала ловушку Стокса для изучения динамики везикул — мягких заполненных жидкостью частиц, которые представляют собой урезанные версии клеток и имеют прямое отношение к биологическим системам.

Ловушка Стокса предлагает несколько преимуществ по сравнению с другими методами, включая простоту масштабирования для изучения множества частиц и возможность контролировать ориентацию и траектории частиц различной формы, таких как стержни или сферы.

Динеш Кумар, ведущий автор исследования         

Сейчас методика ограничена размером частиц, которые ловушка Стокса может обрабатывать. Система разработает с частицами, диаметр которых составляет более 100 нм. Но для того, чтобы частица применялась к биологическим системам, устройству необходимо захватывать частицы диаметров от 10 до 20 нм.

Инженеры занимаются разработкой роботизированных микросистем, которые бы позволили управлять такими частицами и захватывать их для дальнейшего изучения.