Итальянские специалисты разработали микромоторы, вращение которых обеспечивает движение кишечной палочки по 15 камерам, расположенным по периметру каждого устройства.
Команда, возглавляемая профессором Роберто Ди Леонардо из Римского университета Сапиенца, представила отчет о своей работе в Nature Communications.
«Наш дизайн сочетает высокую скорость вращения и невероятное снижение колебаний в сравнении с предыдущими попытками использовать плоские структуры и дикий тип бактерий, — объяснил специалист. – Мы можем создавать большие массивы независимо управляемых роторов, использующих свет в качестве источника энергии. Устройства способны стать дешевыми приводами для микророботов, собирающих и хранящих отдельные клетки в миниатюрных биомедицинских лабораториях».
Чтобы заполненная бактериями среда или активная жидкость стала топливом для микромашин, необходимо контролировать беспорядочное движение организмов, направляя их значительную часть в одну сторону. Исследователям удалось добиться этого в новом устройстве. Микрокамеры, расположенные под углом 45°, максимально увеличивает крутящий момент, вызывающий вращение мотора. В состав устройства также включили радиальный пандус с барьерами, направляющий бактерии. Ученым удалось добиться скорости вращения в 20 об./мин.
Для управления кишечной палочкой исследователи генетически модифицировали микроорганизм, введя в него протонный насос proteorhodopsin со световым приводом. Подсвечивая бактерии лучами разной интенсивности, ученые меняли скорость микромоторов.
Алгоритм обратной связи показал, что устройства эффективно синхронизируются с небольшими расхождениями. Используя управление светом, ученые заставили микродвигатели вращаться в унисон с определенной скоростью.