Біологія
Технології
Біологія
Технології

Інструмент для захоплення шарів тканин зімітував присоски восьминога

Схема будови пристрою. University of Illinois at Urbana-Champaign

Схема будови пристрою. University of Illinois at Urbana-Champaign

Міжнародна група вчених створила інструмент, який допоможе переносити надтонкі шари біологічних та електронних матеріалів із меншим ризиком їхнього пошкодження, ніж при застосуванні інших методів. Основна частина захоплювача складається з нагрівального елемента та термочутливого гелю, які разом працюють схожим чином, як присоски у восьминогів. Дослідники описали винахід у статті журналу Science Advances.

Яке застосування у винаходу?

Тоненькі шари вирощеної в лабораторії тканини, або ж електронних пристроїв хоч і здаються дуже ніжними та нестійкими, але їхнє застосування є багатообіцяльним, коли мова йде про лікування ран чи побудову електронних матеріалів із тонкою архітектурою. Водночас маніпуляція надтонкими пластами є вкрай складною. Так, при спробі їх підняти, наприклад, пінцетом, майже напевно матеріал порветься або ж безповоротно зім’ється. Виходом із ситуації може бути вирощування тканин або побудова штучних матеріалів на м’яких полімерах, які перенесуть їх на собі до цільового місця. Але цих структур необхідно потім позбуватися, що робить неможливим їхнє повторне використання, і цей процес все ще супроводжує ризик пошкодження тонких матеріалів. Натомість група вчених зі США, Кореї та Японії розробили позбавлений цих недоліків пристрій для захоплення надтонких матеріалів, натхненні присосками восьминогів.

До чого тут восьминоги?

Коли восьминоги захоплюють якісь предмети щупальцями, то це відбувається через зміну тиску в присосках, що на них розміщені. Орієнтуючись на цей принцип роботи, дослідники розробили прототип пристрою із шаром термочутливого гелю, що прикріплений до гнучкого нагрівача. Щоб підібрати ним шар тонкого матеріалу, спочатку потрібно увімкнути нагрівач, що призведе до скорочення чутливого гелю. Тоді пристрій потрібно легко притиснути до шару матеріалу та вимкнути нагрівач. У відповідь на зниження температури гель розширюється, набуваючи свого початкового вигляду, та злегка присмоктує до себе шар тканини чи іншого матеріалу. Після перенесення пласту до цільового місця гель знову нагрівають, він знову стискається і це призводить до звільнення шару тонкого матеріалу.

Демонстрація роботи пристрою. NewsAtIllinois / Youtube

Що потрібно вдосконалити?

Здається, що маніпуляція вимагає забагато дій, але вчені запевняють, що весь процес займає близько десяти секунд. І надалі вони скорочуватимуть цей час. А крім цього планують інтегрувати в пристрій датчик тиску, щоб відстежувати деформацію цільових об’єктів та регулювати силу всмоктування, аби максимально зберегти структурну та функціональну цілісність матеріалів.