Νέα νανο-τσιμπιδάκια (nanotweezers) μπορούν να μετακινούν μικροσκοπικά αντικείμενα υγρής μορφής

Νέα νανο-τσιμπιδάκια (nanotweezers) μπορούν να μετακινούν μικροσκοπικά αντικείμενα υγρής μορφής.

Δύο ερευνητές από το πανεπιστήμιο της Ινδίας Indian Institute of Science έχουν αναπτύξει μικροσκοπικά τσιμπιδάκια που μπορούν να χειριστούν αντικείμενα σε υγρή μορφή, τόσο μικρά, όσο το μέγεθος μεμονωμένων βακτηριδίων. Στο άρθρο τους που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Robotics , ο Souvik Ghosh και ο Ambarish Ghosh περιγράφουν πόσο καλά δουλεύουν τα νάνο-τσιμπιδάκια τους.

Όπως σημειώνουν οι ερευνητές, ένας από τους σημαντικούς στόχους της έρευνας στη νανοτεχνολογία είναι η δημιουργία εργαλείων για τον χειρισμό εξαιρετικά μικροσκοπικών αντικειμένων, ιδιαίτερα εκείνων που υπάρχουν σε υγρή μορφή .

Σε αυτή τη νέα προσπάθεια, οι ερευνητές περιγράφουν έναν μοναδικό νέο τύπο φορητών νανοτεχνολογιών (Mobile nanotweezers ή αλλιώς MNT) που είναι σε θέση να συλλαμβάνουν και να απελευθερώνουν εξαιρετικά μικροσκοπικά σωματίδια με άνευ προηγουμένου ταχύτητα και χωρική ανάλυση, ενδεχομένως ανοίγοντας την πόρτα για την ανάπτυξη εφαρμογών στη τεχνολογία Lab-on-a-chip.

Ο έλεγχος του MNT γίνεται με τη χρήση ενός κατευθυνόμενου μαγνητικού πεδίου. Όταν ενεργοποιείται το MNT περιστρέφεται γύρω από το υγρό σωματίδιο μέχρι να φτάσει στο στόχο του. Στη συνέχεια εφαρμόζεται μία δέσμη φωτός για να προκαλέσει τη συστολή των σωματιδίων αργύρου, χρησιμοποιώντας τη δύναμη παγίδευσης τους για να συγκρατήσουν το στόχο. Το MNT στη συνέχεια μεταφέρεται στο προορισμό του, οπότε η πηγή φωτός σβήνει, χαλαρώνοντας τα σωματίδια αργύρου προκαλώντας το MNT να απελευθερώσει τον στόχο του.

Οι ερευνητές συνεχίζουν τη δουλειά τους με τα MNT, προσπαθώντας να βρουν τρόπους να τους επιτρέψουν να εργάζονται παράλληλα (χρησιμοποιώντας πολλαπλά αλληλοεπικαλυπτόμενα μαγνητικά πεδία), τα οποία θα μπορούσαν να διευρύνουν την χρηστικότητα τους στις εμπορικές εφαρμογές.

Αποσαφήνιση του τι σημαίνει Mobile nanotweezers ή αλλιώς MNT.

Ένας σημαντικός στόχος στη νανοτεχνολογία είναι ο έλεγχος και ο χειρισμός αντικειμένων submicrometer σε ρευστά περιβάλλοντα, για τα οποία οι οπτικές παγίδες που βασίζονται σε ισχυρά εντοπισμένα ηλεκτρομαγνητικά πεδία γύρω από τις πλασμονικές νανοδομές μπορούν να αποτελέσουν μια πολλά υποσχόμενη λύση.

Η συμβατική παγίδευση που βασίζεται σε πλασμονική πραγματοποιείται σε προκαθορισμένες θέσεις στην επιφάνεια ενός νανο-υποστρώματος και περιορίζεται σοβαρά από την διάχυση των κολλοειδών αντικειμένων στον όγκο παγίδευσης. Όπως επιδεικνύουμε, αυτοί οι περιορισμοί μπορούν να ξεπεραστούν με την ενσωμάτωση πλασμονικών νανοδομών με μαγνητικά οδηγούμενους ελικοειδείς μικροκυκλοφορείς και με ελιγμούς των κινητών νανοτεχνολογικών μηχανημάτων (MNTs) που προκύπτουν υπό οπτικό φωτισμό.

Αυτοί οι νανοτεχνολογικοί μηχανισμοί μπορούν να μετακινηθούν από απόσταση μέσα στο χύδην υγρό και προσωρινά να σφραγιστούν πάνω στην επιφάνεια του μικρορευματικού θαλάμου.

Το εύρος εργασίας αυτών των MNT ταιριάζει με εκείνο των υπερσύγχρονων πλασμονικών τσιμπιδιών και επιτρέπει την επιλεκτική ανάληψη, μεταφορά, απελευθέρωση και τοποθέτηση αντικειμένων υπομικρομέτρου με μεγάλη ταχύτητα και ακρίβεια.

Τα MNTs μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τυπικούς μικροφρεγματικούς θαλάμους για να χειριστούν ένα ή περισσότερα νανο-αντικείμενα σε τρεις διαστάσεις και είναι εφαρμόσιμα σε μια ποικιλία υλικών, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων και φθοριζόντων νανοδιαμαντών.

Τα MNT επιτρέπουν κάποιες άγνωστες δυνατότητες στην οπτική νανομετατροπή, συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα δύο πρόσφατων εξελίξεων στη νανοτεχνολογία. Τα MNTs μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τυπικούς μικροσκοπικούς θαλάμους για να χειριστούν ένα ή περισσότερα νανο-αντικείμενα σε τρεις διαστάσεις και είναι εφαρμόσιμα σε μια ποικιλία υλικών, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων και φθοριζόντων νανοδιαμαντών.