Todos conhecemos robôs equipados com braços móveis.Eles ficam no chão de fábrica, realizam trabalhos mecânicos e podem ser programados.Um robô pode ser usado para múltiplas tarefas.
Sistemas minúsculos que transportam quantidades insignificantes de líquido através de capilares finos têm sido de pouco valor para esses robôs até hoje.Desenvolvidos por pesquisadores como um complemento à análise laboratorial, esses sistemas são conhecidos como microfluídicos ou lab-on-a-chips e normalmente usam bombas externas para mover fluidos pelo chip.Até agora, tais sistemas têm sido difíceis de automatizar e os chips devem ser projetados e fabricados sob encomenda para cada aplicação específica.
Cientistas liderados pelo professor da ETH Daniel Ahmed estão agora fundindo a robótica convencional e a microfluídica.Eles desenvolveram um dispositivo que utiliza ultrassom e pode ser acoplado a um braço robótico.É adequado para uma ampla gama de tarefas em aplicações de microrobótica e microfluídica e também pode ser usado para automatizar tais aplicações.Os cientistas relatam o progresso na Nature Communications.
O dispositivo consiste em uma agulha de vidro fina e pontiaguda e um transdutor piezoelétrico que faz a agulha vibrar.Transdutores semelhantes são usados ​​em alto-falantes, imagens de ultrassom e equipamentos odontológicos profissionais.Os pesquisadores da ETH podem alterar a frequência de vibração das agulhas de vidro.Ao mergulhar uma agulha em um líquido, eles criaram um padrão tridimensional de muitos redemoinhos.Como este modo depende da frequência de oscilação, ele pode ser controlado de acordo.
Os pesquisadores podem usá-lo para demonstrar várias aplicações.Primeiro, eles conseguiram misturar pequenas gotículas de líquidos altamente viscosos.“Quanto mais viscoso o líquido, mais difícil é misturá-lo”, explica o professor Ahmed.“No entanto, nosso método é excelente nisso porque não apenas nos permite criar um único vórtice, mas também mistura fluidos de maneira eficaz usando padrões 3D complexos compostos de vários vórtices fortes.”
Em segundo lugar, os cientistas conseguiram bombear líquido através do sistema de microcanais criando padrões de vórtices específicos e colocando agulhas de vidro oscilantes perto das paredes do canal.
Em terceiro lugar, conseguiram capturar as partículas finas presentes no líquido utilizando um dispositivo acústico robótico.Isso funciona porque o tamanho de uma partícula determina como ela responde às ondas sonoras.Partículas relativamente grandes movem-se em direção à agulha de vidro oscilante, onde se acumulam.Os pesquisadores mostraram como esse método pode capturar não apenas partículas de natureza inanimada, mas também embriões de peixes.Eles acreditam que também deveria reter células biológicas em líquidos.“No passado, manipular partículas microscópicas em três dimensões sempre foi um desafio.Nosso pequeno braço robótico facilita isso”, disse Ahmed.
“Até agora, os avanços nas aplicações em larga escala da robótica convencional e da microfluídica foram feitos separadamente”, disse Ahmed.“Nosso trabalho ajuda a unir essas duas abordagens.”Um dispositivo, devidamente programado, pode realizar muitas tarefas.“Misturando e bombeando líquidos e capturando partículas, podemos fazer tudo isso com um único dispositivo”, disse Ahmed.Isto significa que os chips microfluídicos de amanhã não precisarão mais ser projetados de forma personalizada para cada aplicação específica.Os pesquisadores esperam então combinar múltiplas agulhas de vidro para criar padrões de vórtices mais complexos no líquido.
Além das análises laboratoriais, Ahmed pode imaginar outros usos para o micromanipulador, como a classificação de pequenos objetos.Talvez a mão também pudesse ser usada na biotecnologia como forma de introduzir DNA em células individuais.Eles poderiam eventualmente ser usados ​​para fabricação aditiva e impressão 3D.
Materiais fornecidos pela ETH Zurique.O livro original foi escrito por Fabio Bergamin.OBSERVAÇÃO.O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Receba as últimas notícias científicas em seu leitor RSS, cobrindo centenas de tópicos com o feed de notícias ScienceDaily de hora em hora:
Diga-nos o que você pensa sobre o ScienceDaily – aceitamos comentários positivos e negativos.Tem dúvidas sobre como usar o site?pergunta?