Todos conocemos los robots equipados con brazos móviles.Se sientan en el piso de la fábrica, realizan trabajos mecánicos y pueden programarse.Un robot se puede utilizar para múltiples tareas.
Los pequeños sistemas que transportan cantidades insignificantes de líquido a través de finos capilares han sido de poco valor para estos robots hasta hoy.Desarrollados por investigadores como complemento de los análisis de laboratorio, estos sistemas se conocen como microfluidos o laboratorio en chips y normalmente utilizan bombas externas para mover fluidos a través del chip.Hasta ahora, estos sistemas han sido difíciles de automatizar y los chips deben diseñarse y fabricarse por encargo para cada aplicación específica.
Los científicos dirigidos por el profesor de ETH Daniel Ahmed están fusionando la robótica convencional y los microfluidos.Han desarrollado un dispositivo que utiliza ultrasonido y se puede conectar a un brazo robótico.Es adecuado para una amplia gama de tareas en aplicaciones de microrobótica y microfluídica y también se puede utilizar para automatizar dichas aplicaciones.Los científicos informan sobre los avances en Nature Communications.
El dispositivo consta de una aguja de vidrio delgada y puntiaguda y un transductor piezoeléctrico que hace que la aguja vibre.Se utilizan transductores similares en altavoces, imágenes de ultrasonido y equipos dentales profesionales.Los investigadores de ETH pueden cambiar la frecuencia de vibración de las agujas de vidrio.Al sumergir una aguja en un líquido, crearon un patrón tridimensional de muchos remolinos.Dado que este modo depende de la frecuencia de oscilación, se puede controlar en consecuencia.
Los investigadores pueden utilizarlo para demostrar diversas aplicaciones.Primero, pudieron mezclar pequeñas gotas de líquidos muy viscosos."Cuanto más viscoso es el líquido, más difícil es mezclarlo", explica el profesor Ahmed."Sin embargo, nuestro método sobresale en esto porque no sólo nos permite crear un único vórtice, sino que también mezcla fluidos de manera efectiva utilizando patrones 3D complejos compuestos de múltiples vórtices fuertes".
En segundo lugar, los científicos pudieron bombear líquido a través del sistema de microcanales creando patrones de vórtices específicos y colocando agujas de vidrio oscilantes cerca de las paredes del canal.
En tercer lugar, pudieron capturar las partículas finas presentes en el líquido mediante un dispositivo acústico robótico.Esto funciona porque el tamaño de una partícula determina cómo responde a las ondas sonoras.Las partículas relativamente grandes se dirigen hacia la aguja de vidrio oscilante, donde se acumulan.Los investigadores han demostrado cómo con este método se pueden capturar no sólo partículas de naturaleza inanimada, sino también embriones de peces.Creen que también debería atrapar células biológicas en líquidos.“En el pasado, manipular partículas microscópicas en tres dimensiones siempre ha sido un desafío.Nuestro pequeño brazo robótico lo hace fácil”, afirmó Ahmed.
"Hasta ahora, los avances en las aplicaciones a gran escala de la robótica convencional y los microfluidos se han realizado por separado", afirmó Ahmed."Nuestro trabajo ayuda a unir estos dos enfoques".Un dispositivo, correctamente programado, puede realizar muchas tareas."Mezclar y bombear líquidos y capturar partículas, podemos hacerlo todo con un solo dispositivo", dijo Ahmed.Esto significa que los chips de microfluidos del mañana ya no necesitarán diseñarse a medida para cada aplicación específica.Luego, los investigadores esperan combinar múltiples agujas de vidrio para crear patrones de vórtices más complejos en el líquido.
Además de los análisis de laboratorio, Ahmed puede imaginar otros usos para el micromanipulador, como clasificar objetos diminutos.Quizás la mano también podría usarse en biotecnología como una forma de introducir ADN en células individuales.Con el tiempo podrían utilizarse para la fabricación aditiva y la impresión 3D.
Materiales proporcionados por ETH Zurich.El libro original fue escrito por Fabio Bergamin.NOTA.El contenido se puede editar por estilo y longitud.
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