Präzisionssteuerung von Mikromaschinen

Mikroskopische Maschinen könnten eines Tages Medikamente direkt in eine kranke Zelle oder einen Tumor bringen oder es Forschern ermöglichen, elektronische Komponenten einfacher herzustellen. Aber zuerst müssen Wissenschaftler herausfinden, wie man solche winzigen Geräte mit Strom versorgt und steuert. Die derzeit erforschten Methoden reichen vom Huckepack-Anlegen von Bakterien bis hin zur Nutzung von Magnetfeldern.

Magnetische Steuerung : Ein computergesteuerter Aufbau elektromagnetischer Spulen ermöglicht eine sorgfältige Kontrolle der Mikrobots.
Carnegie Mellon Universität

Magnetische Steuerung hat nur begrenzten Erfolg gezeigt, auch weil es schwierig ist, mikroskopische Objekte einzeln zu steuern. Metin Sitti , ein außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der Carnegie Mellon University (der zuvor ein Klebeband entwickelt hat, das die Haftkraft von Geckos nachahmt, und einen Roboter, der an einem Magen kleben kann, ohne ihn zu beschädigen), hat jetzt eine solche Kontrolltechnik entwickelt.

Zuvor zeigte Sitti, dass ein Permanentmagnet mit einer Breite von etwa 200 Mikrometern mit magnetischen Wechselfeldern manövriert werden kann, sodass er über eine Oberfläche vorwärts kriechen kann. Durch das Anbringen elektrostatischer Fallen an der Oberfläche kann Sitti jetzt einen einzelnen Mikromagneten innerhalb einer Gruppe auf Befehl stoppen oder bewegen.

Die Mikrobots bewegen sich über eine Glasoberfläche, die mit einem Gitter aus Metallelektroden bedeckt ist. Wird eine Hochspannung an eine Elektrode angelegt, erzeugt diese ein Feld. In einer aktuellen Ausgabe von Angewandte Physik Briefe , Sitti zeigt zusammen mit Chytra Pawashe und Steven Floyd, wie diese Elektroden verwendet werden können, um einen oder mehrere Mikrobots zu verankern, während andere sich weiterhin frei auf der Oberfläche bewegen können.

Der Film unten zeigt mehrere Mikrobots, die sich über ein vier mal vier Elektrodenfeld bewegen.

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