Hareketli kollarla donatılmış robotlara hepimiz aşinayız.Fabrikada oturuyorlar, mekanik işler yapıyorlar ve programlanabiliyorlar.Bir robot birden fazla görev için kullanılabilir.
İhmal edilebilecek miktardaki sıvıyı ince kılcal damarlardan taşıyan küçük sistemlerin bugüne kadar bu tür robotlar için pek bir değeri yoktu.Araştırmacılar tarafından laboratuvar analizlerine yardımcı olarak geliştirilen bu tür sistemler, mikroakışkanlar veya çip üzerinde laboratuvar olarak biliniyor ve genellikle sıvıları çip boyunca hareket ettirmek için harici pompalar kullanıyor.Şimdiye kadar bu tür sistemlerin otomatikleştirilmesi zordu ve çiplerin her özel uygulamaya göre tasarlanıp üretilmesi gerekiyordu.
ETH profesörü Daniel Ahmed liderliğindeki bilim insanları artık geleneksel robot bilimi ile mikroakışkanları birleştiriyor.Ultrason kullanan ve robotik kola takılabilen bir cihaz geliştirdiler.Mikrorobotik ve mikroakışkan uygulamalarındaki çok çeşitli görevlere uygundur ve bu tür uygulamaları otomatikleştirmek için de kullanılabilir.Bilim insanları Nature Communications'daki ilerlemeyi rapor ediyor.
Cihaz ince, sivri uçlu bir cam iğne ve iğnenin titreşmesine neden olan bir piezoelektrik dönüştürücüden oluşur.Benzer dönüştürücüler hoparlörlerde, ultrason görüntülemede ve profesyonel diş ekipmanlarında kullanılır.ETH araştırmacıları cam iğnelerin titreşim frekansını değiştirebilir.Bir iğneyi bir sıvıya batırarak birçok girdaptan oluşan üç boyutlu bir desen oluşturdular.Bu mod salınım frekansına bağlı olduğundan buna göre kontrol edilebilir.
Araştırmacılar bunu çeşitli uygulamaları göstermek için kullanabilirler.İlk olarak, yüksek viskoziteye sahip sıvılardan oluşan küçük damlacıkları karıştırmayı başardılar.Profesör Ahmed, "Sıvı ne kadar viskoz olursa, karıştırılması da o kadar zor olur" diye açıklıyor."Ancak yöntemimiz bu konuda çok başarılı çünkü yalnızca tek bir girdap oluşturmamıza izin vermekle kalmıyor, aynı zamanda birden fazla güçlü girdaptan oluşan karmaşık 3 boyutlu desenleri kullanarak sıvıları etkili bir şekilde karıştırıyor."
İkincisi, bilim insanları belirli girdap desenleri oluşturarak ve salınımlı cam iğneleri kanal duvarlarına yakın yerleştirerek mikrokanal sistemi boyunca sıvı pompalayabildiler.
Üçüncüsü, robotik bir akustik cihaz kullanarak sıvıda bulunan ince parçacıkları yakalayabildiler.Bu işe yarar çünkü bir parçacığın boyutu onun ses dalgalarına nasıl tepki vereceğini belirler.Nispeten büyük parçacıklar salınımlı cam iğneye doğru hareket ederek burada birikirler.Araştırmacılar, bu yöntemin yalnızca cansız doğadaki parçacıkları değil aynı zamanda balık embriyolarını da nasıl yakalayabildiğini gösterdi.Biyolojik hücreleri de sıvılarda hapsetmesi gerektiğine inanıyorlar."Geçmişte mikroskobik parçacıkları üç boyutlu olarak manipüle etmek her zaman zor olmuştur.Küçük robotik kolumuz bunu kolaylaştırıyor” dedi Ahmed.
Ahmed, "Şimdiye kadar geleneksel robotik ve mikroakışkanların büyük ölçekli uygulamalarındaki ilerlemeler ayrı ayrı gerçekleştirildi" dedi."Çalışmamız bu iki yaklaşımı bir araya getirmeye yardımcı oluyor."Düzgün programlanmış bir cihaz birçok görevi yerine getirebilir.Ahmed, "Sıvıları karıştırıp pompalamak ve parçacıkları yakalamak; bunların hepsini tek bir cihazla yapabiliyoruz" dedi.Bu, yarının mikroakışkan çiplerinin artık her özel uygulama için özel olarak tasarlanmasına gerek kalmayacağı anlamına geliyor.Araştırmacılar daha sonra sıvıda daha karmaşık girdap desenleri oluşturmak için birden fazla cam iğneyi birleştirmeyi umuyorlar.
Ahmed, laboratuvar analizlerine ek olarak mikromanipülatörün küçük nesneleri sınıflandırmak gibi başka kullanım alanlarını da hayal edebiliyor.Belki el, DNA'yı tek tek hücrelere sokmanın bir yolu olarak biyoteknolojide de kullanılabilir.Sonunda eklemeli üretim ve 3D baskı için kullanılabilirler.
ETH Zürih tarafından sağlanan materyaller.Orijinal kitap Fabio Bergamin tarafından yazılmıştır.NOT.İçerik stil ve uzunluk açısından düzenlenebilir.
Saatlik ScienceDaily haber akışıyla yüzlerce konuyu kapsayan en son bilim haberlerini RSS okuyucunuzdan alın:
ScienceDaily hakkında ne düşündüğünüzü bize bildirin; hem olumlu hem de olumsuz yorumları memnuniyetle karşılıyoruz.Siteyi kullanmayla ilgili sorularınız mı var?soru?