Mikroboty pływające w ludzkim krwioobiegu

Mikroboty pływające w ludzkim krwioobiegu

Naukowcy z Laboratorium Mikro- i Nano-Fizyki Australia Monash University skonstruowali tak mikromaszyny tak małe, że mogą być one wstrzykiwane do ludzkiego układu krwionośnego.

Zdalnie sterowane miniaturowe roboty mierzą zaledwie 250 mikrometrów długości i są tak małe, że mogą swobodnie poruszać się w ludzkich arteriach, również tych czaszkowych, które dotąd były niedostępne ze względu na ich labiryntową strukturę. Dzięki zamontowanym na mikrobocie układom czujników, lekarz zyskuje ogrom informacji, które pozwalają sprawniej i precyzyjniej prowadzić operacje.

Według profesora Jamesa Frienda z Monash University, silniki w erze wszechobecnej miniaturyzacji pozostały nieco z tyłu. „Jeśli wziąć jakiś katalog z branży elektronicznej, jest w nim cała masa czujników, LEDów, albo chipów, które reprezentują najnowsze osiągnięcia w dziedzinie miniaturyzacji. Natomiast jeśli spojrzeć na silniki, od lat pięćdziesiątych dwudziestego wieku wprowadzono ledwie kilka zmian.” – stwierdził Friend.

Dlatego Friend wraz z zespołem rozpoczął dwa lata temu badania nad wykorzystaniem piezoelektryczności w mikrosilnikach, gdyż technologia ta pozwala zminiaturyzować silniki do skali mikro przy równoczesnym utrzymaniu mocy na poziomie pozwalającym poruszać się po krwiobiegu nawet pod prąd.

Mikroboty wykorzystują zjawisko piezoelektryczności obecne choćby w zegarkach kwarcowych, czy kuchenkach gazowych. Piezoelektryczność to zjawisko generowania potencjału elektrycznego przez elementy poddawane mechanicznemu ściskaniu lub rozciąganiu, lub na odwrót zmiany wymiarów tych elementów na skutek przykładania do nich potencjału elektrycznego. Wielkość potencjału wytworzonego w ten sposób jest wprost proporcjonalna do wielkości przyłożonej siły.

„Zastosowanie dla mikrosilników znajdzie się w wielu takich dziedzinach, jak: biomedycyna, elektronika, aeronautyka, czy motoryzacja.” – stwierdził Friend. „Rozwiązania są bardzo różnorakie i obejmują wykorzystywanie sił elektromagnetycznych, elektrostatycznych, termalnych, a nawet osmotycznych. Jednakże na korzyść technologii piezoelektrycznej przemawia jej prostota, oraz łatwość skalowania, które czynią ją wprost idealną platforma dla mikrosilników.” – dodał.

Zespół profesora Frienda pracuje obecnie nad rozwinięciem i udoskonaleniem metod montażu oraz urządzeniami mechanicznymi zawierającymi mikrosilniki.

(lk)