تکنولوژی فکر ، اخبار تکنولوژی ، تکنولوژی روز ، تکنولوژی

با تکنولوژی روز زندگی کنید

۸b31e421-05ef-457d-b57c-4e01c2f84d76.png

استفاده موفقیت‌آمیز از باکتری‌ها برای تامین توان میکروموتورها


دانشمندان روشی کارامد را برای به حرکت در آوردن میکروموتورهای در یک جهت مشخص با استفاده از باکتری‌ها پیدا کرده‌اند.

شاید در نگاه نخست چنین فکر کنید که یک داستان تخیلی است؛ اما واقعیت این است که پژوهشگران به‌تازگی توانسته‌اند روشی را برای تامین توان ریزموتورهای (میکروموتورها) با استفاده از باکتری‌های شناور پیدا کرده‌اند. تیم پژوهشی موفق شده‌اند که برای نخستین بار، زمینه‌ی چرخش سازه‌های ملخ‌مانند ریز مورد آزمایش را در یک جهت مشخص و با استفاده از اعمال تنظیمات روی موقعیت‌های نوری فراهم کنند.

میکروموتورهای جدید امکان تولید شدن در تعدا بالا و با قیمت پایین را دارد و می‌توانیم از آنها برای رساندن ماده‌های دارویی مورد نظر در مراحل درمانی بیماری‌ها استفاده کنیم. روبرتو دی‌لناردو از دانشگاه ساپینزای شهر رم که نویسنده‌ی اصلی مقاله‌ی مرتبط با این پژوهش است می‌گوید:

ما توان تولید آرایه‌ی بزرگی از روتورهای کنترل‌شونده به‌طور مستقل از هم را داریم که از نور به‌عنوان منبع کامل انرژی خود استفاده می‌کنند.

طراحی ما در واقع ترکیبی از سرعت دورانی بالا ووکاهش قابل توجهی در میزان نوسانات و تکان‌هاست و وقتی آن را با تلاش‌های قبلی انجام‌شده بر مبنای استفاده از باکتری‌ها و سازه‌های صاف قیاس می‌کنیم، دارای عملکرد بهتری است.

شاید اندازه‌ی این ابزارها کمتر از یک میلی‌متر باشد، ولی باید در نظر داشته باشیم که میکروبات‌ها یا ریزربات‌ها دارای پتانسیل زیادی برای ایجاد تغییرات بزرگ در گستره‌ی وسیعی از کاربردهای مختلف هستند؛ کاربردهایی از تقویت روند رساندن ماده‌ی دارویی و تشخیص بیماری‌ها تا انتقال اشیای بزرگی همچون خودروها در قالب یک کار تیمی (همانند همکاری مورچه‌ها با هم).

 در طی دهه‌ی اخیر، پژوهشگران روی چگونگی امکان استفاده از باکتری‌ها برای تامین توان این ماشین‌های بسیار کوچک تحقیق کرده‌اند. یکی از بررسی‌های انجام‌شده در این زمینه تصریح کرده بود که سیگنال‌های نوری می‌توانند برای کنترل حرکت باکتری‌ها استفاده شوند که خود این باکتری‌ها نیز در ادامه دارای ظرفیت مناسب برای به‌پیش راندن میکروبات‌ها و ایجاد حرکت‌های مورد نیاز هستند.

البته پژوهشگران پیش از این نیز توانسته بودند که میکروبات‌ها را از این روش به حرکت در آورند؛ ولی به علت حرکت نامنظم و پراکنده‌ی باکتری‌ها، آنها قادر نبودند که به یک حرکت در جهت مشخص درست یابند. بخش جالب در روش فوق این است که مایع‌های سرشار از باکتری‌ها تنها در صورتی می‌توانند به عنوان منبعی قابل اتکا برای میکروبات‌ها محسوب شوند که ما شاهد حرکت تمام باکتری‌ها در یک جهت مشخص باشیم.

دی‌لناردو و تیم پژوهشی وی برای فایق آمدن بر این مشکل، میکروموتوری ساختند که می‌توانست زنجیره‌ای شناور و روان و حساس به نور از باکتری ئی کولی را در خود جای دهد. در بخش بیرونی واحد گردش‌کننده‌ی موتور کوچک نیز ۱۵ محفظه‌ی با سطوح شیب‌دار و دارای زاویه‌ی مشخص تعبیه شده بودند.

با شناور شدن باکتری به سوی میکروموتور، سطوح زاویه‌دار باعث رانده شدن آنها به داخل محفظه‌ها می‌شوند. حرکت تاژک‌های باکتری‌ها باعث به گردش در آمدن میکروموتور می‌شود و دقیقا به همان شکلی که یک جریان آب باعث چرخیدن آسیاب آبی می‌شود، این باکتری‌ها نیز توان لازم برای حرکت میکروموترو را تامین می‌کنند.

تیم پژوهشی در گام بعدی، آرایه‌های میکروموتوری و باکتری‌های شناور را در برابر یک منبع نوری قرار دادند. آنها می‌توانستند سطح تابش نور را با یک الگوریتم خاص و در بازه‌های ۱۰ ثانیه‌ای کنترل کنند. آنها با تنظیم میزان نور موفق شدند که هر کدام از میکروموتورهای مورد آزمایش را تقریبا در یک سرعت واحد به حرکت در آورند. دی‌لناردو در این مورد می‌گوید:

این دستگاه‌ها می‌توانند روزی در آینده به‌عنوان عملگرهایی ارزان و مقرون به صرفه در میکروبات‌ها برای جمع‌آوری و ذخیره‌ی سلول‌های منفرد در آزمایشگاه‌های زیست‌شناسی بسیار فشرده‌شده به کار روند.

گفتنی است که دستاوردهای این پژوهش در Nature Communications منتشر شده است.

دسته

تکنولوژی

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

کد امنیتی *