细菌和其他游泳的微生物在挑战环境中演变为茁壮成长，研究人员努力模仿他们对生物医学技术的独特能力，但制造挑战创造了制造瓶颈。根据国际研究人员的国际团队，涂有镍和铂金的微观，镀粉涂有镍和铂金可能弥合生物和合成游泳运动员之间的差距。
这些微型游泳剂模仿生物行为，并且有一天可能会在芯片上递送靶向药物或搅拌样品 - 一种微型装置，用于在微芯片上模仿完整的实验室。“这些甜甜圈最终可能将医疗应用视为活跃材料，”哈克姐省生物医学工程，化学和数学，宾夕法尼亚州州立道语教授。
活性材料是那些像细菌一样移动的材料或人造微型游泳者。“使用实验室芯片时，据说，在芯片上使用实验室达邦贝克说，”材料科学与工程博士生贝克说，这真的很难混合。“这些Microotori，因为它们是活跃的材料，可以使用它们，可以用来帮助微混凝土。
研究人员使用Nanoscribe Photonic Professional GT机器制造这些甜甜圈，可以制造出3、7或14微米的甜甜圈，其打印特征可达200纳米。蜘蛛丝的直径为3至10微米。Nanoscribe使用精确的激光技术和专门设计的光刻胶来实现这一点。Baker说:“我们设计了两种不同的设计，水平和垂直。“水平的圆环平面印在支撑的玻璃载玻片上，用镍和铂抛光。垂直tori是3d打印的，然后浸在镍和铂中。”
卧式甜甜圈是完美的圆形，看起来像冰冻甜甜圈，糖衣厚度大于侧面。垂直版本有一个平坦的末端，使得它们代表浸渍，只有半途而废。
镍币有两个用途。铂金不会粘在塑料微甜甜圈上，但镍会，铂金会粘在镍上。此外，镍具有磁性，所以研究人员可以用磁场来操纵甜甜圈。“镍层和铂层的晶格非常匹配，”贝克说。
广告
广告
研究人员希望甜甜圈表现得像生物体 - 在水中游泳并响应信号。生物需要食物或燃料动作。对于实验，研究人员将Microotori放入过氧化氢溶液中，这是燃料。铂分解过氧化氢和供电的甜甜圈的推进。“原来，有人认为水平的圆环只会突出基板并徘徊，但这不会发生，”aronson说。“而不是直接上升，他们开始提示，达到15度角，然后像喷射滑雪者一样游泳。”
当水平的微环面沿直线运动时，阿隆森指出，垂直的环面不会沿磁场的方向运动，但随着磁场的增加，环面会产生越来越大的平环，直到运动变成一条直线。
研究人员报告说，“tori还可以操纵和运输其他人造游泳者，双金属纳米棒，以及被动胶体粒子。”这种双金属棒类似于细菌，这是操纵细胞和细菌等生物物质的第一步。
两种模式的微甜甜圈在输送粒子和活性物质时表现不同。水平tori，那些像甜甜圈一样被冰冻的，积极地运输双金属纳米棒。
研究人员发现，这些3d打印的化学动力微型游泳者有许多新的行为。他们的实验和建模方法都适用于其他由过氧化氢替代方法提供动力的微型游泳器。对于生物系统，微型游泳者可能使用生物兼容的推进系统，如酶或光。
研究人员指出，“这些生物相容性，3d打印的微型游泳器将能够界面和操纵生物活性物质，从而促进智能细胞运输和治疗的发展。”
资源：宾夕法尼亚州立大学
