Сводная группа учёных из Института Пола Шеррера (PSI) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработала микромашины, которые могут быть запрограммированы на сложные действия. Сфера использования таких машин огромная: от медицинской, когда микророботы будут выполнять операции в теле человека, до использования в промышленности, микроэлектронике и даже в качестве метаматериалов. Например, поверхность объекта сможет по команде менять свои свойства в широких пределах от скользкого до шероховатого и от водоотталкивающего до смачиваемого.
Микроробот-птица под электронным микроскопом. Цвета ― это отдельные магниты с переменной намагниченностью (ETH Zurich)
Идея изобретения заключается в том (и она не нова), что в различные участки микромашины встраиваются перепрограммируемые наномагниты. Дальнейшее управление машиной обеспечивают управляемые магнитные поля. Более того, намагниченность наномагнитов (направление магнитного поля) тоже поддаётся перепрограммированию, что открывает путь к массе операций, которые становятся доступны микромашинам.
Созданный учёными опытный экземпляр микромашины напоминает птицу в исполнении оригами, японского искусства складывать фигурки из бумаги. У «птицы» есть подвижные крылья, хвост, шея и голова, в каждую часть которой встроены наномагниты с определённой ориентацией магнитного поля. В магнитных полях под микроскопом микромашина парит, делает виражи, машет крыльями и поворачивает голову без видимых усилий.
Учёные с моделью оригами (Paul Scherrer Institute / Mahir Dzambegovic)
Тело и конечности птицы выполнены из фольги из нитрида кремния, а магниты ― из кобальта. Перепрограммирование наномагнитов занимает наносекунды, а движения, например, взмах крыльями, занимает миллисекунды. Тем самым все операции такой микромашины проходят в реальном времени без видимых глазу задержек и, фактически, они могут проходить со скоростью, которая недоступна для наблюдения невооружённым глазом. Таких роботов, представляют разработчики, можно будет запустить в кровеносные сосуды больного онкологией человека, чтобы микромашины начали самостоятельную охоту за раковыми клетками.
