科学家创建具有令人难以置信的游泳能力的微观藻类机器人

磁化藻类微型游泳者保持速度和机动性,显示出在狭窄的生物环境中靶向药物递送的希望。斯图加特(Stuttgart)的Max Planck智能系统研究所(MPI-IS)的一组研究人员开发了一个涂有磁性材料的生物杂化微晶木,其游泳能力在很大程度上不受涂层的影响。来自[...]

来源:SciTech日报
覆盖着磁性材料的藻类的插图。图片来源:MPI-IS / A. Posada

磁化藻类微型游泳者保持了速度和可操作性,显示出在有限的生物环境中进行靶向药物输送的前景。

斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所 (MPI-IS) 的一组研究人员开发了一种涂有磁性材料的生物混合微型游泳器,其游泳能力基本上不受涂层影响。 MPI-IS 物理智能部门的团队在《Matter》杂志上发表了他们的研究成果,该杂志涵盖了广泛的材料科学研究。

马克斯普朗克智能系统研究所 (MPI-IS)

在自然界中,尺寸仅十微米的单细胞微藻是出色的游泳者,由前面的两根鞭状鞭毛推动。然而,尚不清楚如果涂上一层薄薄的与磁性纳米颗粒混合的天然聚合物壳聚糖(为了更好的粘附),它们的性能如何。这些微小的游泳者是否仍然能够在狭窄的空间中航行——如果这还不够具有挑战性,那么它们还能推动自己穿过密度与粘液相似的粘性液体吗?

微型游泳者保持高速移动

科学家们发现,他们的基于绿藻的微型游泳器几乎不受额外负载的影响。藻类利用鞭毛进行蛙泳运动,像一颗高速的子弹一样向前弹射。尽管有涂层,它们在磁化后仍保持游泳速度,表现出平均游泳速度为每秒 115 微米(约每秒 12 个身体长度)。相比之下:像迈克尔·菲尔普斯这样的奥运会游泳运动员可以达到每秒 1.4 个身体长度的速度。请注意,藻类只是一个没有腿和脚的细胞。

动画展示微型游泳器如何涂有磁性纳米粒子以及它如何在水和粘性液体中游泳。图片来源:MPI-IS
基于细菌的微型游泳者

在密闭空间中操纵磁性微型游泳器