Sonunda bu da oldu: Bilim insanları bakteriden mikromotor üretti ve ışıkla kontrol ediyor

İşte bilim insanlarının bakteriden ürettiği mikromotor:

Kredi: Vizsnyiczai et al. Nature Communications’ta yayınlandı.

Bir mikromotor nasıl çalışıyor?

Araştırmacılar, binlerce serbest yüzen, genetik mühendisliği yapılmış E. coli (Koli Basili) içeren bir damla sıvıyı bir mikromotor dizisine yerleştirdikten sonra, mikromotorlar dönmeye başlıyor. Bakterilerin bazıları, her mikromotorun dış kenarına kazınmış 15 mikro hançerden birine giriyor ve mikro kamburların dışına taşan flagella ile birlikte, yüzme bakterileri mikromotorların dönmesine neden oluyor, nehir bir su değirmenine benzer bir şekilde döndürüyor.

Her ikisi de Roma’da, Sapienza Università di Roma’da ve NANOTEC-CNR’de fizik profesörü olan Roberto Di Leonardo tarafından yönetilen araştırmacılar, Nature Communications’ın yakın tarihli bir sayısında bakteri kaynaklı mikromotorlar hakkında bir çalışma yayınladılar.

Enerji olarak ışık kullanılıyor.

Di Leonardo, “Tasarımımız, vahşi tip bakterilere ve düz yapılara dayanan önceki girişimlerle karşılaştırıldığında, yüksek bir dönme hızını dalgalanmada büyük bir azalma ile birleştirir. “En iyi enerji kaynağı olarak ışığı kullanan bağımsız kontrollü rotorların geniş dizilerini üretebiliriz. Bu cihazlar, mikroatrelerde mikroatrelerde ucuz ve tek kullanımlık aktüatörler olarak bir güne hizmet edebilirler.

İçlerinde bulunan mekanik enerji: Aktif sıvı

Çok fazla yüzme bakterisi içeren bir sıvıya, içerdiği mekanik enerji nedeniyle “aktif sıvı” denir. Aktif akışkanların mikromakinlerin itilmesi için bir yakıt olarak kullanılması için, bakterilerin düzensiz hareketleri kontrol edilmelidir.

Video

Kredi: Vizsnyiczai et al.

Stratejik teşvik de işin içinde

Bu aslında mikromotorların yaptığı şeydir. Her mikromotorun kenarları boyunca mikro-hamleler, 45 ° ‘lik bir açıda eğimlidir, ki bu, bakterilerin motorların dönmesine neden olabileceği toplam torku en üst düzeye çıkarır. Araştırmacılar, tasarımlarında, yüzme bakterilerini mikro-haznelere yönlendiren stratejik olarak yerleştirilmiş bariyerler içeren bir radyal rampa inşa ettiler. Deneylerde araştırmacılar, bir mikromotorun dönme hızının yakalanan bakteri sayısı ile lineer olarak arttığını ve dakikada 20 devirlik dönme hızlarını kolayca elde edebildiklerini buldular.

Nasıl kontrol ediliyor?

Bakteriyle güçlendirilmiş herhangi bir mikromotor için bir başka önemli gereklilik, mikromotorun hareketini kontrol etme kabiliyetidir. Bunu yapmak için araştırmacılar, E. coli suşunu, protonları elektrokimyasal gradyana karşı pompalamak için foton enerjisi kullanan ve bakterinin yüzme hızlarını arttıran proteorhodopsin adı verilen ışıkla tahrik edilen bir proton pompasını eksprese etmek üzere genetik olarak modifiye etti. Araştırmacılar, bakteri ile güçlendirilmiş mikromotorları farklı ışık yoğunluklarıyla aydınlatarak, mikromotorların hızını kontrol edebiliyorlar.