Ученые из Федеральной политехнической школы в Лозанне и Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали метод, позволяющий создавать мягких микроботов с программируемыми подвижностью и формой, позаимствовав конструкцию у подвижных живых клеток, способных менять морфологию и тип движения в зависимости от условий среды. Статья, посвященная разработке, была опубликована в журнале Nature Communications.
Как пишет N+1, для создания устройств ученые использовали многослойную гидрогелевую конструкцию из биосовместимых полимеров. Поддерживающий слой был изготовлен микролитографией из полиэтиленгликольдиакрилата (PEGDA) с магнитными наночастицами. Перед фотополимеризацией наночастицы ориентировали в определенном направлении постоянным магнитным полем. После этого накладывали слой N-изопропилакриламида (NIPAAm), меняющего свой объем под действием температуры. Наночастицы в нем выстраивали в плоскости, перпендикулярной поддерживающей пластинке. В конце процесса к микроботам присоединяли однослойный полимерный жгутик с косой ориентацией магнитных наночастиц.
Такая магнитная архитектура позволяет складывать устройства по принципу оригами, обеспечивать их движение и управлять формой при помощи магнитных полей и нагревания лазерным излучением ближнего инфракрасного диапазона.
"Наш новый метод производства позволяет протестировать ряд форм и их сочетаний, необходимых для наилучшей подвижности микробота при выполнении конкретной задачи. Также мы смогли улучшить понимание того, как микроорганизмы движутся в организме человека, адаптируясь к изменениям микросреды", – приводит слова одного из участников проекта Селмана Сакара сайт Федеральной политехнической школы в Лозанне.
В перспективе такие мягкие микроботы могут найти применение в области минимально инвазивных хирургических операций, например для чистки сосудов. Однако сперва технологию предстоит доработать, а также определить, насколько безопасным для пациентов будет использование подобных роботов.
