Los movimientos rítmicos de los cilios similares a pelos mueven los líquidos alrededor de las células o impulsan las células mismas. En la naturaleza, los cilios se agitan de forma independiente e imitar estos movimientos con materiales artificiales requiere mecanismos complejos. Ahora, los investigadores informan en Interfaces y materiales aplicados ACS han creado cilios artificiales que se mueven en forma de onda cuando se aplica un campo magnético giratorio, lo que los hace adecuados para robots blandos y versátiles y dispositivos de microfluidos. Vea un video de los cilios artificiales aquí.
La reproducción de movimientos que se encuentran en la naturaleza, por ejemplo, los pequeños movimientos de los cilios en forma de látigo, podría ayudar a los investigadores a crear mejores robots o dispositivos microscópicos. A medida que los cilios vibran secuencialmente, producen una onda viajera que mueve el agua de manera más eficiente y conuna mejor velocidad de bombeo que cuando los cilios se mueven al mismo tiempo. Investigadores anteriores han recreado estos movimientos ondulantes, pero los cilios artificiales eran costosos, necesitaban piezas móviles sofisticadas y eran demasiado grandes para ser utilizados en dispositivos a microescala.Shuaizhong Zhang, Jaap den Toonder y sus colegas querían crear cilios a microescala que se movieran en una onda cuando se aplicara un campo magnético, bombeando agua rápidamente sobre ellos o actuando como un robot blando que puede gatear y trepar.
Los investigadores infundieron un polímero con partículas de polvo de carbonil hierro y vertieron la mezcla en una serie de orificios cilíndricos idénticos de 50 μm de ancho. Mientras se curaba el polímero, el equipo colocó imanes debajo del molde, alterando levemente la alineación de las partículas y los elementos magnéticos.propiedades en los cilios adyacentes. Para probar la capacidad de los cilios artificiales para moverse en agua y glicerol, los investigadores aplicaron un campo magnético giratorio. A medida que los imanes se movían alrededor de la matriz, los cilios se movían hacia adelante y hacia atrás, y el flujo se generaba a una velocidad mejor que parala mayoría de los cilios artificiales. Finalmente, los investigadores voltearon la matriz y se escabulló a través de una superficie plana, alcanzando una velocidad máxima proporcional a la velocidad de carrera de un humano, y el robot dio marcha atrás cuando el campo magnético cambió de dirección. El robot blando se arrastró arriba y abajouna inclinación de 45 grados, trepó superficies verticales, caminó boca abajo y cargó un objeto 10 veces más pesado que su propio peso. Los investigadores dicen que debido a que estos artificiosLos cilios son propulsados magnéticamente y no están conectados a ningún otro dispositivo, podrían usarse para producir bombas de microfluidos y robots suaves y ágiles para aplicaciones biomédicas.
Los autores reconocen la financiación de una subvención avanzada del Consejo Europeo de Investigación ERC y del Consejo de Becas de China.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Química Estadounidense . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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