Pac-Man heeft er een concurrent bij. In deze filmpjes zie je hoe een microbot een levende gistcel vangt.

Pac-Man en origami, een mooie combinatie, dachten wetenschappers van de North Carolina State University en Duke University. Zij maakten microscopische structuren en vouwen die dankzij een magnetisch veld in staat zijn levende gistcellen te vangen. Een potje Pac-Man dus op microschaal!

Vangen én transporteren

De microrobots bestaan uit polymeren kubusjes van tien micrometer groot, die elk aan één zijde een laagje kobalt bevatten. Wanneer een magneetveld wordt toegepast, dient de metaalzijde als een magneet, waardoor de structuur zich sluit om de cel. Zet je het magneetveld weer uit, dan laten de kubusjes de opgeslagen magnetische energie los en ontvouwt de structuur zich weer. Dat ziet er als volgt uit:

Er bestonden al microbots die levende cellen vangen, maar zij worden volgens de onderzoekers door hun stijfheid nogal beperkt in hun beweeglijkheid. De nieuwe microbots zijn veel dynamischer en bovendien niet alleen in staat de cel te vangen, maar ook te vervoeren:

Kankercellen vangen

Het onderzoek is momenteel nog fundamenteel; de wetenschappers wilden voornamelijk aantonen dat het mogelijk is zelfvormende structuren op microschaal te manipuleren.

Maar dat wil niet zeggen dat er geen toepassingen zijn. Zo zou je nu al met de microrobots de mechanische eigenschappen van nieuwe materialen kunnen bestuderen. Wanneer de structuur vouwt, kan hij namelijk de materie samendrukken en de kracht die daarvoor nodig is, is meetbaar.

Ook kun je, volgens de onderzoekers, opvolgers van de microbots inzetten als een soort mechanische spier en zou een hele zwerm bots kunnen worden ingezet om kankercellen te vangen – en eventueel zelfs te vernietigen.

Zelfstandig bewegen

De onderzoekers willen nu eerst voor elkaar krijgen dat de deeltjes zelfstandig kunnen bewegen en vouwen, zonder een magneetveld dat van buitenaf wordt bediend. Ook moeten ze hun weg in complexere vloeistoffen kunnen vinden en in staat zijn omringende grote moleculen te ‘voelen’. Daar heb je niet van terug, Pac-Man!

Bronnen: Science Advances, NCSU via Phys.org, Wired.co.uk

Beeld: Dr. Koohee Han, Dr. Wyatt Shields, Prof. Orlin D. Velev/NC State University

Lees ook:

• Filmpje: zes piepkleine robots slepen een auto
• Robotzwerm brengt je mobiel

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer (geen verzendkosten). Abonnee worden? Dat kan hier!