چهارشنبه, ۲۴ تیر ۱۳۸۸

ساخت نانوروبات‌های شناگر

محققان مؤسسه‌ی Rowland در هاروارد، موفق به ابداع نوعی از شناگرهای میکروسکوپی شدند. این شناگرها می‌توانند در اثر یک میدان مغناطیسی در مایعات حرکت کرده، مواد شیمیایی مختلف را آزاد و بارهای بزرگ‌تر از خود را جابه‌جا کنند.

این شناگرها که به اندازه‌ی باکتری‌ها هستند، حدود ۲ میکرون طول و ۲۰۰ الی ۳۰۰ نانومتر عرض دارند. Fischer و Ghosh (دو تن از محققان این مؤسسه) با کنترل حرکت این ابزار کوچک، آنها را در فضایی به اندازه‌ی قطر یک تار موی انسان به شکل R @ H (مخفف Rowland at Harvard)، درآوردند،آنها همچنین با استفاده از این شناگرها توانستند مهره‌های ۵ میکرونی را ـ که هزار برابر آنها حجم دارند ـ هل داده و جابه‌جا کنند.

برای ساخت این نانوروبات‌ها یک ویفر سیلیکونی را در معرض بخارات دی‌اکسید سیلیکون قرار می‌دهند، این ویفر در حین تراکم و رسوب دی‌اکسید سیلیکون به‌‌آرامی در حال چرخش است و سبب می‌شود تا ماده‌ی ایجادشده به شکل مارپیچ درآید، سپس آنها را با پوششی از کبالت مغناطیسی می‌کنند. بدین ترتیب است که در اثر اعمال میدان مغناطیسی این مارپیچ‌ها شروع به حرکت می‌کنند. با قرار دادن این شناگرها در میان سه کویل مغناطیسی و تنظیم میدان مغناطیسی می‌توان حرکت آنها را در هر سه بعد کنترل کرد.

دنیای میکروسکوپی این نانوشناگرها کاملاً با آنچه ما به هنگام شنا کردن تجربه می‌کنیم متفاوت است، زیرا مقیاس عمل در اینجا به حدی کوچک است که مولکول‌های آب ـ که برای ما سبک و حرکت در آنها آسان است ـ برای این ابزار همانند عسل سنگین و غلیظ هستند؛ بنابراین یک شناگر برای حرکت به‌‌سمت جلو با مقاومت قابل توجهی روبه‌‌رو می‌شود. در حقیقت می‌توان گفت که این ابزار مانند مته‌ی مارپیچی در مایع عمل می‌کند. سرعت حرکت آنها حدود ۴۰ میکرون در هر ثانیه است.

گرچه می‌توان کاربردهایی در رهاسازی دارو، میکروجراحی و دیگر جنبه‌های پزشکی برای این ابزار تصور کرد؛ هنوز صحبت کردن درباره‌ی آنها بسیار زود است. همینک شاید بتوان از آنها برای آزمایش برخی از این ایده‌های تحقیقاتی، انتقال مواد شیمیایی به داخل یا خارج از سلول و یا سنجش استحکام و خواص غشاها استفاده کرد.

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ی Nano Letters منتشر شده‌‌است.