Дослідниці з Інституту інтелектуальних систем ім. Макса Планка у Штутгарті розробили новітні гібридні біологічні нанороботи з мікроводоростей, які покриті магнітним матеріалом. Очікується, що ця технологія стане основою для керованої доставки ліків в організм людини.
Про це розповідає ProIT
Одноклітинні мікроводорості, розміром у 10 мікрон, природно рухаються за допомогою двох джгутиків, розташованих спереду. Дослідниці вирішили перевірити, як зміниться їхня рухливість після покриття тонким шаром натурального полімеру хітозану, який покращує зчеплення поверхонь різних матеріалів. Хітозан також містив магнітні наночастинки, що додатково підвищувало функціональність нанороботів.
Дослідження показало, що ці мікроскопічні роботи-плавці практично не втратили своєї рухливості, незважаючи на додаткове навантаження. Середня швидкість їхнього переміщення становила 115 мікрометрів на секунду.
Керування мікробактеріями за допомогою магнітного поля
Керівниці проєкту, Біргюль Аколпоглу та Саадет Фатма Балтачі, протягом кількох років досліджували можливості біологічних нанороботів, рух яких можна контролювати завдяки магнітному покриттю. Занурені в живі організми, ці нанороботи можуть бути використані для спрямованої доставки медикаментів.
Вчені звернули увагу на мікроводорості і вдосконалили їх керованість за допомогою магнітного покриття, яке вдалось нанести за лічені хвилини. Дев’ять з десяти водоростей успішно отримали шар магнітних наночастинок.
«Ми виявили, що біогібриди мікроводоростей переміщуються по надрукованих на 3D-принтері мікроканалах трьома способами: рухаючись назад, вперед і під дією магнітів. Без магнітного керування водорості часто застрягали, але з його допомогою рухалися плавніше», – зазначає Біргюль Аколпоглу.
Перевірка ефективності керування у в’язких середовищах
Дослідниці також протестували мікроботів у рідині з високою в’язкістю, щоб перевірити, як їхня навігація змінюється в умовах, подібних до слизу. Саадет Балтачі зазначила, що в’язкість впливає на швидкість і спосіб руху мікроводоростей.
«Вища в’язкість уповільнює їх і змінює спосіб, яким вони пливуть вперед. Магнітне поле допомагає їм рухатися зигзагами, що демонструє, як правильне налаштування в’язкості та магнітне вирівнювання можуть оптимізувати навігацію мікророботів», – додала вона.
