Желатиновый, магнитный, мягкий…

Александр Гурьянов

При слове «робот» большинство из нас представляет себе крупные и сложные конструкции. Однако инженеры разрабатывают и совсем маленькие, но полезные устройства. Эти миллироботы, например, будут доставлять лекарства в нужное место желудочно-кишечного тракта или проводить микрохирургические операции.

Ряд таких устройств, обычно управляемых магнитным полем извне, уже создан. Но большинство из них сделаны из не разлагаемых в теле материалов, к примеру из силикона. Кроме этого, миллироботы по большей части негибки, поэтому их адаптивность ограниченна.

Эти проблемы устранили китайские ученые из политехнического университета в Шэньчжене, руководимые доктором Шен Яингом (Yajing Shen). На основе желатина они создали образец миллиробота, который может катиться, удерживать мелкие предметы и преодолевать препятствия.

Инертный к биосредам желатин насытили магнитными микрочастицами оксида железа (магнетита) и поместили в емкость над постоянным магнитом. Поэтому вдоль его силовых линий на желатиновой пленке образовался частокол из магнетитовых конусов. Охлажденную и немного затвердевшую пленку погрузили в раствор сульфата аммония. В результате новые химические связи добавили гидрогелю жесткости.

Меняя концентрацию раствора сульфата, толщину пленки геля и другие параметры, ученые отработали технологию изготовления миллироботов с разными характеристиками, например — разным количеством и длиной ножек.

Если рядом с таким роботом двигать магнит, то он заставит ножки изгибаться. Это позволяет захватить предмет, например маленький цилиндрик или полоску резины, чтобы переместить их на новое место. Магнитным полем удалось заставить робота обнять мелкий предмет, перекатиться с ним внутри объемной модели желудка и оставить предмет в точке назначения. Так, например,  можно перемещать твердые лекарственные средства в пищеварительной системе.

Интересно, что миллиробот растворяется в обычной воде за пару суток, оставляя после себя только магнитные микрочастицы. Это значит, что в желудочно-кишечном тракте спустя несколько суток после введения робота не останется никаких его следов. Работа наглядно показала, что магнитный гидрогель представляет собой очевидную альтернативу неразлагающимся полимерам. Авторы работы уверены, что их конструкция будет полезна для доставки лекарств и других биомедицинских применений.


(ACS Applied Polymer Materials, 4, 8, 5431, 2022)

Разные разности
Желтки против пожелтения
Пробы красочного слоя, взятые с картин художников эпохи Возрождения, показали, что в них помимо пигментов и масла присутствуют еще и небольшие следы белка, который мог попасть в краску вместе с желтком. Действительно точно известно, что Леонардо да&n...
Споры против полиуретана
Ученые создали биоразлагаемый материал с помощью почвенных штаммов бактерии Bacillus subtilis, способных разрушать термополиуретан. Решение очень простое — подмешать бактерии к полимерам. Причем не сами бактерии, а их споры, которые остаютс...
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...