Ons is almal vertroud met robotte wat toegerus is met beweegbare arms.Hulle sit op die fabrieksvloer, verrig meganiese werk, en kan geprogrammeer word.Een robot kan vir verskeie take gebruik word.
Klein stelsels wat weglaatbare hoeveelhede vloeistof deur dun kapillêre vervoer, was tot vandag toe van min waarde vir sulke robotte.Sulke stelsels, wat deur navorsers ontwikkel is as 'n aanvulling tot laboratoriumanalise, staan ​​bekend as mikrofluïdika of laboratorium-op-'n-skyfies en gebruik gewoonlik eksterne pompe om vloeistowwe oor die skyfie te beweeg.Tot nou toe was sulke stelsels moeilik om te outomatiseer, en skyfies moet ontwerp en vervaardig word op bestelling vir elke spesifieke toepassing.
Wetenskaplikes onder leiding van ETH professor Daniel Ahmed is nou besig om konvensionele robotika en mikrofluidika saam te smelt.Hulle het ’n toestel ontwikkel wat ultraklank gebruik en aan ’n robotarm geheg kan word.Dit is geskik vir 'n wye reeks take in mikrorobotika en mikrofluidika toepassings en kan ook gebruik word om sulke toepassings te outomatiseer.Die wetenskaplikes rapporteer die vordering in Nature Communications.
Die toestel bestaan ​​uit 'n dun, spits glasnaald en 'n piëso-elektriese omskakelaar wat die naald laat vibreer.Soortgelyke omskakelaars word gebruik in luidsprekers, ultraklankbeelding en professionele tandheelkundige toerusting.ETH-navorsers kan die vibrasiefrekwensie van glasnaalde verander.Deur 'n naald in 'n vloeistof te doop, het hulle 'n driedimensionele patroon van baie wervelings geskep.Aangesien hierdie modus afhang van die ossillasiefrekwensie, kan dit dienooreenkomstig beheer word.
Navorsers kan dit gebruik om verskeie toepassings te demonstreer.Eerstens kon hulle klein druppels hoogs viskose vloeistowwe meng."Hoe meer viskeus die vloeistof, hoe moeiliker is dit om te meng," verduidelik professor Ahmed."Ons metode blink egter hierin uit omdat dit ons nie net toelaat om 'n enkele draaikolk te skep nie, maar ook effektief vloeistowwe meng deur komplekse 3D-patrone wat uit veelvuldige sterk draaikolke bestaan."
Tweedens kon die wetenskaplikes vloeistof deur die mikrokanaalstelsel pomp deur spesifieke draaikolkpatrone te skep en ossillerende glasnaalde naby die kanaalwande te plaas.
Derdens kon hulle die fyn deeltjies wat in die vloeistof teenwoordig is, vasvang met behulp van 'n robotiese akoestiese toestel.Dit werk omdat die grootte van 'n deeltjie bepaal hoe dit op klankgolwe reageer.Relatief groot deeltjies beweeg na die ossillerende glasnaald, waar hulle ophoop.Die navorsers het gewys hoe hierdie metode nie net deeltjies van lewelose natuur kan vang nie, maar ook vissembrio's.Hulle glo dit moet ook biologiese selle in vloeistowwe vasvang.“In die verlede was die manipulering van mikroskopiese deeltjies in drie dimensies nog altyd ’n uitdaging.Ons klein robotarm maak dit maklik,” het Ahmed gesê.
"Tot nou toe is vooruitgang in grootskaalse toepassings van konvensionele robotika en mikrovloeimiddels afsonderlik gedoen," het Ahmed gesê."Ons werk help om hierdie twee benaderings bymekaar te bring."Een toestel, behoorlik geprogrammeer, kan baie take hanteer."Meng en pomp vloeistowwe en vang deeltjies, ons kan dit alles met een toestel doen," het Ahmed gesê.Dit beteken dat die mikrovloeistofskyfies van môre nie meer spesiaal vir elke spesifieke toepassing ontwerp hoef te word nie.Die navorsers hoop dan om verskeie glasnaalde te kombineer om meer komplekse draaikolkpatrone in die vloeistof te skep.
Benewens laboratoriumanalise, kan Ahmed ander gebruike vir die mikromanipuleerder voorstel, soos om klein voorwerpe te sorteer.Miskien kan die hand ook in biotegnologie gebruik word as 'n manier om DNA in individuele selle in te voer.Hulle kan uiteindelik gebruik word vir bykomende vervaardiging en 3D-drukwerk.
Materiaal verskaf deur ETH Zurich.Die oorspronklike boek is geskryf deur Fabio Bergamin.LET WEL.Inhoud kan geredigeer word vir styl en lengte.
Kry die jongste wetenskapnuus in jou RSS-leser wat honderde onderwerpe dek met die uurlikse ScienceDaily-nuusstroom:
Vertel ons wat jy van ScienceDaily dink – ons verwelkom beide positiewe en negatiewe kommentaar.Het u vrae oor die gebruik van die webwerf?vraag?