همه ما با ربات های مجهز به بازوهای متحرک آشنا هستیم.آنها در کف کارخانه می نشینند، کارهای مکانیکی انجام می دهند و می توانند برنامه ریزی شوند.یک ربات می تواند برای چندین کار استفاده شود.
سیستم‌های کوچکی که مقادیر ناچیزی مایع را از طریق مویرگ‌های نازک منتقل می‌کنند تا به امروز برای چنین روبات‌هایی ارزش چندانی نداشته‌اند.چنین سیستم هایی که توسط محققان به عنوان مکمل تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی توسعه یافته اند، به عنوان میکروسیال یا آزمایشگاه روی تراشه شناخته می شوند و معمولاً از پمپ های خارجی برای حرکت مایعات در تراشه استفاده می کنند.تا به حال، خودکارسازی چنین سیستم‌هایی دشوار بوده است و تراشه‌ها باید برای سفارش برای هر برنامه خاص طراحی و تولید شوند.
دانشمندان به رهبری پروفسور ETH دانیل احمد اکنون در حال ادغام رباتیک معمولی و میکروسیالات هستند.آنها دستگاهی ساخته اند که از اولتراسوند استفاده می کند و می تواند به یک بازوی رباتیک متصل شود.این برای طیف گسترده ای از وظایف در کاربردهای میکرورباتیک و میکروسیال مناسب است و همچنین می تواند برای خودکارسازی چنین برنامه هایی استفاده شود.دانشمندان پیشرفت در ارتباطات طبیعت را گزارش می دهند.
این دستگاه از یک سوزن شیشه ای نازک و نوک تیز و یک مبدل پیزوالکتریک تشکیل شده است که باعث ارتعاش سوزن می شود.مبدل های مشابه در بلندگوها، تصویربرداری اولتراسوند و تجهیزات حرفه ای دندانپزشکی استفاده می شوند.محققان ETH می توانند فرکانس ارتعاش سوزن های شیشه ای را تغییر دهند.آنها با فرو بردن یک سوزن در مایع، یک الگوی سه بعدی از چرخش های زیادی ایجاد کردند.از آنجایی که این حالت به فرکانس نوسان بستگی دارد، می توان آن را بر این اساس کنترل کرد.
محققان می توانند از آن برای نشان دادن کاربردهای مختلف استفاده کنند.اول، آنها توانستند قطرات ریز مایعات بسیار چسبناک را با هم مخلوط کنند.پروفسور احمد توضیح می دهد: "هرچه مایع چسبناک تر باشد، مخلوط کردن آن دشوارتر است."با این حال، روش ما در این کار برتر است زیرا نه تنها به ما امکان می‌دهد یک گرداب واحد ایجاد کنیم، بلکه به طور موثری سیالات را با استفاده از الگوهای پیچیده سه‌بعدی که از چندین گرداب قوی تشکیل شده‌اند، مخلوط می‌کند.
دوم، دانشمندان توانستند با ایجاد الگوهای گردابی خاص و قرار دادن سوزن‌های شیشه‌ای نوسانی نزدیک به دیواره‌های کانال، مایع را از طریق سیستم میکروکانال پمپ کنند.
ثالثاً، آنها توانستند ذرات ریز موجود در مایع را با استفاده از یک دستگاه صوتی روباتیک ضبط کنند.این کار به این دلیل کار می کند که اندازه یک ذره نحوه واکنش آن به امواج صوتی را تعیین می کند.ذرات نسبتاً بزرگ به سمت سوزن شیشه ای نوسانی حرکت می کنند و در آنجا تجمع می کنند.محققان نشان دادند که چگونه این روش می تواند نه تنها ذرات طبیعت بی جان، بلکه جنین ماهی را نیز بگیرد.آنها معتقدند که باید سلول های بیولوژیکی را در مایعات نیز به دام بیندازد.در گذشته، دستکاری ذرات میکروسکوپی در سه بعد همیشه یک چالش بوده است.احمد گفت: بازوی رباتیک کوچک ما این کار را آسان می کند.
احمد گفت: «تاکنون پیشرفت‌ها در کاربردهای بزرگ رباتیک مرسوم و میکروسیال‌ها به‌طور جداگانه انجام شده است»."کار ما کمک می کند تا این دو رویکرد را با هم ترکیب کنیم."یک دستگاه که به درستی برنامه ریزی شده باشد، می تواند بسیاری از وظایف را انجام دهد.احمد گفت: «مخلوط کردن و پمپاژ مایعات و جذب ذرات، ما می توانیم همه این کارها را با یک دستگاه انجام دهیم.این بدان معناست که تراشه های میکروسیال فردا دیگر نیازی به طراحی سفارشی برای هر برنامه خاص ندارند.سپس محققان امیدوارند که چندین سوزن شیشه ای را برای ایجاد الگوهای گرداب پیچیده تری در مایع ترکیب کنند.
علاوه بر آنالیز آزمایشگاهی، احمد می‌تواند کاربردهای دیگری مانند دسته‌بندی اجسام کوچک را برای میکرومانیپلاتور تصور کند.شاید بتوان از دست در بیوتکنولوژی نیز به عنوان راهی برای وارد کردن DNA به سلول های فردی استفاده کرد.آنها در نهایت می توانند برای تولید مواد افزودنی و چاپ سه بعدی استفاده شوند.
مواد ارائه شده توسط ETH Zurich.کتاب اصلی توسط فابیو برگامین نوشته شده است.توجه داشته باشید.محتوا را می توان برای سبک و طول ویرایش کرد.
آخرین اخبار علمی را در خواننده RSS خود دریافت کنید که صدها موضوع را با فید اخبار ساعتی ScienceDaily پوشش می دهد:
نظر خود را در مورد ScienceDaily به ما بگویید - ما از نظرات مثبت و منفی استقبال می کنیم.در مورد استفاده از سایت سوالی دارید؟سوال