Акустический контроль в наномире

13.10.2023

Инженеры из Германии и Швейцарии представили инновационных микророботов, управляемых звуком.

Эти устройства реагируют на колебания внешнего звукового поля, маневрируя в узких трубках. Эта технология может быть адаптирована для точной доставки лекарств внутри сосудов и проведения минимально инвазивных операций.

Исследователи вдохновились механикой движения бактерий спирохетов при разработке этой концепции. Клетки этих микроорганизмов имеют спиральную форму и, перемещаясь в вязкой жидкости, осуществляют передвижение вперед.

Инженеры создали микророботов, применяя аналогичные принципы движения. С использованием 3D-принтера они изготовили микроскопический вихревой механизм из нетоксичного полимера размером 350 мкм в длину и 100 мкм в диаметре. Устройство поместили в стеклянную трубку, заполненную водой. Под воздействием внешнего акустического поля молекулы жидкости вибрируют, создавая вихрь, который двигает робота вперед.

В ходе серии экспериментов ученые продемонстрировали, что изменяя характеристики звуковых волн, можно управлять скоростью и направлением движения робота. Микроробот реагирует на звуковые стимулы с частотой от 12 до 19 кГц. При увеличении частоты звуковых колебаний робот двигается вверх по трубе, наклоненной под углом 45°.

Ученые по всему миру работают над созданием различных систем для точной доставки лекарств. Одним из распространенных решений являются микророботы, управляемые магнитным полем. Но у этого подхода есть сложности и ограничения, такие как сложное производство и массивное оборудование для управления. Роботы, управляемые звуком, рассматриваются инженерами как перспективное альтернативное решение.

<< Назад: Литий-серные аккумуляторы 13.10.2023

>> Вперед: Крепкие строительные блоки из водорослей 12.10.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Будет построена крупнейшая плавучая ветроэлектростанция 06.11.2015 Правительство Шотландии подписало договор с норвежской компанией Statoil, по условиям которого последняя займется строительством самой крупной в мире ветроэлектростанции. Электростанция будет располагаться на расстоянии около 25 км от берега шотландского города Питерхед. Она будет включать пять ветрогенераторов Hywind мощностью по 6 МВт, которые смогут ежегодно вырабатывать около 135 ГВтч электроэнергии. По оценке специалистов, этого хватит для обеспечения электропитанием почти 20 тыс. шотландских домохозяйств. Ветрогенераторы Hywind удерживаются на месте благодаря трем якорям, к которым они закреплены тросами, а полая конструкция с балластом в нижней части позволяет обеспечить погружение на необходимую глубину. Ранее аналитики Carbon Trust подсчитали, что использование плавучих электростанций в коммерческих целях позволит опустить цену за 1000 кВтч энергии ниже отметки 100 фунтов стерлингов. Statoil утверждает, что ветрогенераторы Hywind позволят добиться цены в районе 85-95 фунтов стерлингов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026