الیزابت مونتالبانو | 27 جولای 2021 Adobe Stock AdobeStock_381282166.jpg
محققان امیدوارند دانشمندان بتوانند از ربات‌های سلول‌های مصنوعی زیستی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد فعل و انفعالات اساسی موجودات زنده استفاده کنند.
روغن و آب معمولاً مخلوط نمی‌شوند. با این وجود محققان از ترکیبی ساده از این دو استفاده کرده‌اند – مورد آخر حاوی ماده‌ای شوینده مانند است – برای ایجاد ربات‌های شناگر کوچک که هردو می‌توانند به تنهایی حرکت کنند و دوباره شارژ شوند.
تیمی از دانشگاه کوئین مری لندن، شناگران مصنوعی قطرات روغن دوپ‌شده را که از نوسانات دما در محیط اطراف خود برای ذخیره انرژی و شنا استفاده می‌کنند، تولید کردند.
وی گفت: «این تیم – به سرپرستی استویان اسموكف، رییس مهندسی شیمی در دانشگاه – امیدوار است كه بتوان از اختراع آنها برای كمك به دانشمندان در مورد تعاملات اساسی موجودات زنده مانند باكتری‌ها و جلبك‌ها كمك كرد. همکاران دانشگاه صوفیا در بلغارستان نیز در این پروژه کار کردند. محققان ربات‌های ریز مانند با رشته‌های دم مانند تولید کردند که می‌تواند خود به خود حرکت کند و همچنین براساس نوسانات دما شارژ شود.
اسموکوف در بیانیه مطبوعاتی گفت: «با مخلوط کردن شناگران مصنوعی ساده ما با گروه‌هایی از موجودات زنده، می‌توانیم تصویری واضح‌تر از نحوه برقراری ارتباط ریز شناگران بیولوژیکی با یکدیگر ایجاد کنیم. به عنوان مثال، آیا آنها فقط به دلیل عمل فیزیکی برخورد با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند یا سایر مواد شیمیایی یا سیگنال‌های منتشر شده در محیط برای تعامل آنها ضروری است.»
درحالی که انواع دیگری از شناگران مصنوعی مشابه قطرات وجود دارند، اما حرکت آنها یا در اثر واکنش‌های شیمیایی ایجاد می‌شود، که باعث ایجاد حباب‌هایی می‌شود که شناگران را از طریق مایعات به جلو می‌رانند، یا توسط نیروهای فیزیکی مانند میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی ایجاد می‌شوند.
کلاس جدید ربات‌های شناگر که توسط این تیم ساخته شده‌اند و تقریباً به اندازه یک گلبول قرمز هستند، در عوض می‌توانند بر اساس تغییرات دما خود به خود تشکیل شده و حرکت کنند.
وقتی ربات‌ها خنک می‌شوند، قطرات روغن نخ‌های نازکی شبیه دم در محیط آزاد می‌کنند. سپس اصطکاک بین دم و مایعات اطراف شناگر کوچک ایجاد شده و باعث حرکت آن می‌شود. گرمایش همان چیزی است که به شناگران اجازه می‌دهد انرژی خود را برداشت کنند.
محققان گفتند: هنگام گرما ، قطرات دم خود را جمع کرده و به حالت اولیه خود باز می گردند و از گرمای محیط خود برای شارژ مجدد برای حرکت در آینده استفاده می کنند. در واقع ، آنها می توانند چندین بار شارژ شده و می توانند هر بار تا 12 دقیقه شنا کنند.
محققان مقاله‌ای در مورد کار آنها در مجله Nature Physics منتشر کردند.
اسموکوف گفت که سادگی کار آن است که آن را به ویژه برای سایر دانشمندان و حتی افراد کنجکاو خارج از حوزه مرتبط می‌کند.
در حالی که برای ایجاد حتی ساده‌ترین سلول‌های مصنوعی در زیست شناسی، دانشمندان به بیش از 470 ژن نیاز دارند، این تیم به تازگی چند مولفه ساده و ارزان را برای ایجاد نوع جدیدی از ماده فعال استفاده کرد که می‌تواند مانند یک موجود زنده تغییر شکل داده و حرکت کند.
اسموکوف در بیانیه مطبوعاتی گفت: «ما امیدواریم که این مطالعه فرصتی را برای افراد فراهم کند تا در علوم پیشرفته شرکت کنند. از آنجا که تنها تجهیزات مورد نیاز یک میکروسکوپ نوری ساده است، مردم می‌توانند این میکروشناگرها را با ابتدایی‌ترین تنظیمات آزمایشگاهی یا حتی در خانه ایجاد کنند.»
به طور کلی، این ربات‌ها می‌توانند تصویر واضح‌تری از ارتباط پیچیده بین زیست سازه‌های کوچک زنده مانند باکتری‌ها ارائه دهند.
اسموکوف گفت: «در طبیعت، ما اغلب تعداد زیادی ارگانیسم مانند گروه باکتری‌ها را با هم گروه می‌کنیم، اما درک ما از چگونگی تعامل این ارگانیسم‌ها با یکدیگر ناقص است.»
https://www.designnews.com/materials
