Исследователи из Института интеллектуальных систем им. Макса Планка в Штутгарте разработали новейшие гибридные биологические нанороботы из микроводорослей, покрытые магнитным материалом. Ожидается, что эта технология станет основой для управляемой доставки лекарств в организм человека.
Об этом сообщает ProIT
Одноклеточные микроводоросли размером 10 микрон естественно движутся с помощью двух жгутиков, расположенных спереди. Исследователи решили проверить, как изменится их подвижность после покрытия тонким слоем натурального полимера хитозана, который улучшает сцепление поверхностей различных материалов. Хитозан также содержал магнитные наночастицы, что дополнительно повышало функциональность нанороботов.
Исследование показало, что эти микроскопические плавающие роботы практически не потеряли своей подвижности, несмотря на дополнительную нагрузку. Средняя скорость их перемещения составила 115 микрометров в секунду.
Управление микробактериями с помощью магнитного поля
Руководители проекта, Биргюль Аколпоглу и Саадет Фатма Балтачи, в течение нескольких лет исследовали возможности биологических нанороботов, движение которых можно контролировать благодаря магнитному покрытию. Погруженные в живые организмы, эти нанороботы могут быть использованы для целенаправленной доставки медикаментов.
Ученые обратили внимание на микроводоросли и усовершенствовали их управляемость с помощью магнитного покрытия, которое удалось нанести за считанные минуты. Девять из десяти водорослей успешно получили слой магнитных наночастиц.
«Мы обнаружили, что биогибриды микроводорослей перемещаются по напечатанным на 3D-принтере микроканалам тремя способами: двигаясь назад, вперед и под действием магнитов. Без магнитного управления водоросли часто застревали, но с его помощью двигались плавнее», — отмечает Биргюль Аколпоглу.
Проверка эффективности управления в вязких средах
Исследователи также протестировали микроботов в жидкости с высокой вязкостью, чтобы проверить, как их навигация изменяется в условиях, подобных слизи. Саадет Балтачи отметила, что вязкость влияет на скорость и способ движения микроводорослей.
«Высокая вязкость замедляет их и изменяет способ, которым они плывут вперед. Магнитное поле помогает им двигаться зигзагами, что демонстрирует, как правильная настройка вязкости и магнитное выравнивание могут оптимизировать навигацию микророботов», — добавила она.
