Todos estamos familiarizados cos robots equipados con brazos móbiles.Séntanse no chan da fábrica, realizan traballos mecánicos e pódense programar.Un robot pódese usar para varias tarefas.
Os pequenos sistemas que transportan cantidades insignificantes de líquido a través de capilares finos foron de pouco valor para estes robots ata hoxe.Desenvolvidos por investigadores como complemento á análise de laboratorio, estes sistemas coñécense como microfluídicos ou lab-on-a-chips e normalmente usan bombas externas para mover fluídos polo chip.Ata agora, este tipo de sistemas eran difíciles de automatizar, e os chips deben deseñarse e fabricarse por encargo para cada aplicación concreta.
Os científicos dirixidos polo profesor de ETH Daniel Ahmed están agora fusionando a robótica convencional e a microfluídica.Desenvolveron un dispositivo que utiliza ultrasóns e que se pode unir a un brazo robótico.É axeitado para unha ampla gama de tarefas en aplicacións de microrobótica e microfluídica e tamén se pode usar para automatizar tales aplicacións.Os científicos informan do progreso en Nature Communications.
O dispositivo consta dunha agulla de vidro fina e puntiaguda e un transdutor piezoeléctrico que fai que a agulla vibre.Transdutores similares utilízanse en altofalantes, imaxes de ultrasóns e equipos odontológicos profesionais.Os investigadores de ETH poden cambiar a frecuencia de vibración das agullas de vidro.Ao mergullar unha agulla nun líquido, crearon un patrón tridimensional de moitos remolinos.Dado que este modo depende da frecuencia de oscilación, pódese controlar en consecuencia.
Os investigadores poden usalo para demostrar varias aplicacións.En primeiro lugar, foron capaces de mesturar pequenas gotas de líquidos altamente viscosos."Canto máis viscoso sexa o líquido, máis difícil será mesturalo", explica o profesor Ahmed."Non obstante, o noso método sobresae nisto porque non só nos permite crear un único vórtice, senón que tamén mestura eficazmente fluídos mediante complexos patróns 3D compostos por múltiples vórtices fortes".
En segundo lugar, os científicos puideron bombear líquido a través do sistema de microcanles creando patróns de vórtices específicos e colocando agullas de vidro oscilante preto das paredes da canle.
En terceiro lugar, puideron capturar as partículas finas presentes no líquido mediante un dispositivo acústico robótico.Isto funciona porque o tamaño dunha partícula determina como responde ás ondas sonoras.As partículas relativamente grandes móvense cara á agulla de vidro oscilante, onde se acumulan.Os investigadores demostraron como este método pode capturar non só partículas de natureza inanimada, senón tamén embrións de peixe.Cren que tamén debería atrapar células biolóxicas en líquidos."No pasado, manipular partículas microscópicas en tres dimensións sempre foi un desafío.O noso pequeno brazo robótico facilita isto", dixo Ahmed.
"Ata agora, os avances en aplicacións a gran escala da robótica convencional e da microfluídica fixéronse por separado", dixo Ahmed."O noso traballo axuda a unir estes dous enfoques".Un dispositivo, debidamente programado, pode xestionar moitas tarefas."Mesturando e bombeando líquidos e capturando partículas, podemos facelo todo cun só dispositivo", dixo Ahmed.Isto significa que os chips microfluídicos do mañá xa non terán que ser deseñados a medida para cada aplicación específica.Os investigadores esperan entón combinar varias agullas de vidro para crear patróns de vórtices máis complexos no líquido.
Ademais da análise de laboratorio, Ahmed pode imaxinar outros usos para o micromanipulador, como clasificar obxectos pequenos.Quizais a man tamén se poida usar en biotecnoloxía como unha forma de introducir ADN en células individuais.Poderíanse utilizar finalmente para fabricación aditiva e impresión 3D.
Materiais proporcionados pola ETH Zurich.O libro orixinal foi escrito por Fabio Bergamin.NOTA.O contido pódese editar para o estilo e a lonxitude.
Recibe as últimas noticias científicas no teu lector de RSS que abarcan centos de temas coa fonte de noticias por hora de ScienceDaily:
Cóntanos o que pensas sobre ScienceDaily: aceptamos comentarios positivos e negativos.Tes dúbidas sobre o uso do sitio?pregunta?