'S Werelds Kleinste Motoren Zouden Microscopisch Kleine Robots Kunnen Maken

{h1}

Wetenschappers hebben 's werelds kleinste praktische motoren gemaakt en deze lichtgestuurde machines kunnen op een dag microscopische robots van stroom voorzien die klein genoeg zijn om in levende cellen te komen, zeggen de onderzoekers.

Wetenschappers hebben 's werelds kleinste praktische motoren gemaakt en deze lichtgestuurde machines kunnen op een dag microscopische robots van stroom voorzien die klein genoeg zijn om in levende cellen te komen, zeggen de onderzoekers.

Omdat technologische innovaties apparaten kleiner en kleiner maken, ontwikkelen wetenschappers machines die alleen de grootte hebben van complexe moleculen - in nanometers of miljardsten van een meter. Ter vergelijking, het gemiddelde menselijke haar is ongeveer 100.000 nanometer breed.

Een van de belangrijkste redenen waarom 'nanobots' nog steeds in het rijk van science fiction blijven, is dat het een uitdaging is om een ​​manier te vinden om ze te laten bewegen. Onderzoekers hebben geprobeerd een verscheidenheid aan krachtbronnen en voortstuwingssystemen voor nanotechnologie te gebruiken, maar deze hebben meestal geen snelheid, kracht en controle. [De 6 vreemdste robots ooit gemaakt]

"Er zijn veel kleine machines geweest, maar ze werken ongelooflijk langzaam - het kost bijvoorbeeld veel seconden of minuten om een ​​enkele arm te verplaatsen - en met zeer lage krachten," zei Jeremy Baumberg, directeur van het NanoPhotonics Center van de Universiteit van Cambridge en senior auteur van de nieuwe studie. "Daarom hebben we geen nanobots, hoewel ze veel worden besproken in fictie."

Nanobots vereisen krachtige krachten om te bewegen omdat de viscositeit van vloeistoffen op nanoschaal dramatisch kan toenemen. "Voor een nanomachine die in water drijft, zwemmen is net zoals wij zwemmen in een pool van stroop [een mengsel van melasse, suiker en glucosestroop] - heel, zeer stroperig - dus je hebt heel grote krachten nodig om te bewegen," vertelde Baumberg aan WordsSideKick.com.

De nieuwe motoren zijn gemaakt van kleine gouddeeltjes met een diameter van slechts 60 nanometer. Deze deeltjes zijn met elkaar verbonden door een met water beladen gel gemaakt van een hittegevoelige verbinding. Bij verhitting door een groene laser tot meer dan 95 graden Fahrenheit (35 graden Celsius), verdrijft de gel water, samentrekt binnen een microseconde en dwingt de gouden nanodeeltjes in nauwe clusters van ongeveer 400 nanometer breed. Wanneer de motor wordt afgekoeld neemt de gel water op en zet uit en de gouden nanodeeltjes worden sterk en snel uit elkaar geduwd, zoals een veer, legden de onderzoekers uit.

"Het is net een explosie", zei hoofdauteur Tao Ding, een onderzoeker aan het NanoPhotonics Center van de Universiteit van Cambridge, in een verklaring. "We hebben honderden gouden ballen uit elkaar vliegen in een miljoenste van een seconde wanneer watermoleculen de polymeren om hen heen opblazen."

De krachten die deze nieuwe motoren uitoefenen zijn enkele ordes van grootte groter dan die op de nanoschaal van vorige apparaten, met een kracht die voor pond bijna 100 keer beter is dan elke motor of spier, aldus de onderzoekers.

"Ze zijn de krachtigste nanoengines tot nu toe," zei Baumberg. De apparaten zijn ook energiezuinig, bio-compatibel en kosteneffectief om te fabriceren, voegde de wetenschap eraan toe.

De nieuwe motoren worden actuator-nanotransmitters of ANT's genoemd. "Als echte mieren produceren ze grote krachten voor hun gewicht", zei Baumberg in een verklaring.

Nu onderzoeken de onderzoekers manieren om de ANT's te gebruiken voor toepassingen in de echte wereld. De onderzoekers konden bijvoorbeeld de uitbreiding en samentrekking van ANT's gebruiken om zuigers en hefbomen te helpen aandrijven, zei Baumberg.

Toekomstig onderzoek zou ook kunnen sleutelen aan ANT's gebaseerd op verschillende nanodeeltjes, zei Baumberg. "We hebben zeker geen goud nodig en we hebben zilver al met succes gebruikt, maar zullen nikkel en koper proberen," zei hij. [Elementary, My Dear: 8 elementen waar je nog nooit van gehoord hebt]

De onderzoekers werken momenteel samen met Cambridge Enterprise, de commercialiseringsafdeling van de University of Cambridge, en verschillende andere bedrijven om deze technologie te commercialiseren voor toepassingen waarbij vloeistoffen worden gemanipuleerd en gecontroleerd.

"Microfluidic chips zijn echt interessant voor het synthetiseren van farmaceutische producten, biomedische detectie en scheiding, evenals vele andere biochemische processen," zei Baumberg. "Maar alle pompen en kleppen moeten momenteel hydraulisch worden gemaakt, dus je moet voor elk een pijp op de chip voeden, wat de complexiteit van alles wat je ermee doet sterk beperkt.We geloven dat we nu pompen en kleppen van de ANT's die elk worden bestuurd door een lichtstraal, en we kunnen duizenden op één enkele chip hebben. "

Buiten de toepassingen van microfluïdica, zijn de wetenschappers "op zoek naar het maken van kleine nanomachines die rond kunnen lopen, bestuurd door lichtstralen", voegde Baumberg toe.

De wetenschappers hebben hun bevindingen online op 2 mei gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences.

Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: Todd Kuiken: A prosthetic arm that.




Onderzoek


Hoe Herken Je Het Als Je Verslaafd Bent Aan Technologie
Hoe Herken Je Het Als Je Verslaafd Bent Aan Technologie

Wat Is Een Dijk?
Wat Is Een Dijk?

Science Nieuws


Oude 'Naakte' Worm Deed Een Beetje Dansen Om Vis Te Vangen
Oude 'Naakte' Worm Deed Een Beetje Dansen Om Vis Te Vangen

Do Not Believe The Spin: Fidget Spinners Hebben Geen Bewezen Voordelen
Do Not Believe The Spin: Fidget Spinners Hebben Geen Bewezen Voordelen

Bed Bugs Weerstaan ​​Pesticiden
Bed Bugs Weerstaan ​​Pesticiden

Amerikaanse Rangen Achter 25 Andere Landen In Kindersterfte
Amerikaanse Rangen Achter 25 Andere Landen In Kindersterfte

Oude Pootafdrukken Van Puppy'S Gevonden Op Romeinse Tegels
Oude Pootafdrukken Van Puppy'S Gevonden Op Romeinse Tegels


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com