|
تاکنون جابه‌جایی ذرات بسیار کوچک، تک‌سلول‌ها و توپ‌های نانومقیاس نیازمند
تجهیزات عظیمی بوده‌است. اکنون با سیستم صوتی ـ که اندازه‌ی آن به حدی است که
روی یک تراشه جا می‌‌گیرد ـ می‌توان ذرات کوچک را جابه‌جا کرد. این ابزار جدید
یک انبرک صوتی است.
روش‌های رایج، مانند انبرک نوری، برای جابه‌جایی ذرات کوچک یا سلول‌ها، مستلزم
صرف انرژی زیادی است؛ این در حالی است که در برخی موارد احتمال آسیب دیدن ذره
یا از بین رفتن سلول وجود دارد، اما با استفاده از انبرک صوتی ـ که بسیار
کوچک‌تر از انبرک نوری است و ۵۰۰۰۰۰ برابر کمتر انرژی مصرف می‌کند ـ می‌توان
این مشکل را رفع نمود.
انبرک‌های نوری تجهیزات بزرگ و گران‌قیمتی هستند؛ اما انبرک‌های صوتی به کوچکی
یک سکه بوده، می‌توان از آنها در تراشه‌ها استفاده کرد. علاوه بر این از آنها
می‌توان در جابه‌جایی سلول‌های زنده بدون اینکه سلول صدمه ببیند، استفاده نمود.
انبرک صوتی نه تنها در زیست‌شناسی مفید است؛ بلکه در فیزیک، شیمی و مهندسی مواد
می‌تواند برای ایجاد الگوهایی از نانوذرات روی یک سطح یا حک کردن سطح مورد
استفاده قرار گیرد.
برای ساخت این انبرک‌ها از موج صوتی سطحی ایستاده استفاده می‌شود. اگر دو منبع
صوتی در مقابل هم قرار گیرند و امواج صوتی یکسانی را ایجاد کنند، این امواج در
یک نقطه‌ای خاص یکدیگر را خنثی می‌کنند. این نقطه آبشخور نامیده می‌شود؛ زیرا
امواج صوتی ذرات را به‌سمت این نقطه سوق داده و در آنجا متوقف می‌شوند.
اگر دو منبع به‌صورت موازی روبه‌روی هم قرار گرفته باشند، آبشخور به‌صورت یک یا
چند سری خط خواهد بود و اگر دو منبع به‌صورت غیر موازی روبه‌روی هم قرار گیرند،
آبشخور به‌صورت شطرنجی درمی‌آید.
ساختار این انبرک صوتی شامل یک مبدل دیجیتال است که روی سطح تراشه‌ی
پیزوالکتریک قرار گرفته‌است. مبدل نقش منبع تولید صوت را دارد. در کنار این
مبدل میکروکانال‌هایی قرار دارند که محلی برای حرکت ذرات هستند. این
میکروکانال‌ها با کمک فتولیتوگرافی استاندارد ایجاد شده‌اند.
فناوری انبرک صوتی برتری قابل توجهی نسبت به فناوری‌های موجود دارد، زیرا بسیار
کارا، کوچک، کم‌مصرف و از لحاظ فنی ساده است. Huang (یکی از محققان این پروژه)
انتظار دارد که این انبرک به ابزاری قدرتمند برای استفاده در بسیاری بخش‌ها
نظیر مهندسی بافت، مطالعات سلولی و کشف و شناسایی داروها تبدیل گردد.
|
