Nanotechnologie
Bakterien genutzt als Mikro-Propeller-Motoren
Eine der wichtigsten Herausforderungen bei der Entwicklung von Robotern microscale liegt in der Miniaturisierung ihrer Macht und Antriebssysteme. Nun, Forscher in den USA haben eine Lösung gefunden, um dieses Problem zu umgehen, durch die Nutzung der natürlichen Bewegung von Bakterien zum Antrieb von Mikro-Objekten über Wasser.

Viele Bakterien Antrieb selbst zusammen in einer Flüssigkeit durch Drehen ihre Korkenzieher-wie Tails, genannt Geißeln, bei relativ hohen Geschwindigkeiten. Diese Geißeln sind nur etwa 20 Nanometer Durchmesser und sind etwa 10000 nm lang.

Motoren aus bakteriellen Geißeln wurden als Roman "Nano-Antriebe" vor (siehe Bakterien genutzt als Miniatur-Pumpen), aber Metin Sitti und Bahareh Behkam der Carnegie-Mellon University in Pennsylvania, USA, haben einen anderen Ansatz. Sie nutzen das gesamte Mikroorganismus als der Motor und die Kontrolle seiner On / Off-Bewegung mit Chemikalien.

Sitti und Behkam begann Ankleben von mehreren S. marcescens - die Art von Bakterien dazu führen, dass das rosa Flecken auf Duschvorhänge - Polystyrol-Kügelchen auf 10 Mikrometer Durchmesser. Diese winzigen "Roboter" ausgesetzt wurden in einer Lösung mit Wasser und Glucose.

Außenborder Autofahren
Die Bakterien selbst sind nur etwa ein Fünftel der Größe der einzelnen Kügelchen und sich an ihnen über elektrostatische, van-der-Waals-Kräfte und hydrophobe Wechselwirkungen. Da die Bakterien beigefügt drehen ihre Geißeln, Fütterung in umliegenden Glukose, sie schieben ihre Wulst nach vorn bei Geschwindigkeiten von rund 15 Mikrometer pro Sekunde.

So stoppen Sie die Bewegung der Bakterien, die Forscher hinzufügen Kupfersulfat auf die Lösung. Die Kupfer-Ionen Anleihe auf den Rotor der Geißeln Motor und verhindern, dass es nicht bewegen kann. So starten Sie den Antrag, einen anderen Chemikalie namens Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) wird hinzugefügt. Die Fallen der EDTA-Kupfer-Ionen an den Rotor, so dass es erneut zu verschieben. Die Rotoren können ausgeschaltet werden auf diese Weise eine unbegrenzte Anzahl von Zeiten.

Mit Hilfe der gesamte Mikroorganismus als Motor hat viele Vorteile, sagen die Forscher. Bakterien sind robuste Maschinen, die können einfach integriert werden mikroskopisch mit anderen Komponenten und müssen nicht gereinigt oder rekonstituierte, wie bakterielle Bestandteile abgetrennt werden müssen.

Darüber hinaus ist die Bakterien-Motoren arbeiten mit einfachen Nährstoffen wie Glukose und sind natürlich sensibel auf ihre Umwelt. Dies bedeutet, sie kann präzise gesteuert werden.

"In der Zukunft, wie Hybrid-Schwimmen Mikro-Roboter könnte sogar verwendet werden, um Drogen innerhalb der Flüssigkeit Umgebungen des menschlichen Körpers, wie der Harnwege, Augapfel Hohlraum, Ohr und Liquor", sagte Sitti New Scientist. "Sie könnten auch Arbeitnehmer zu überwachen toxische oder pathogene biochemischen Substanzen in der Umwelt als auch für Inspektion und Wartung von Flüssigkeit gefüllte Rohre in Raumfahrzeugen und Kernkraftwerke."

Journal Referenz: Applied Physics Letters (Vol. 90, S. 023902)