نیروی میکروموتورهای تأمین‌شده با باکتری‌ها، توسط نور کنترل می‌شوند
✅ هنگامی‌که محققان یک قطره مایع، حاوی هزاران ذره شناور شامل باکتری‌های E. coli مهندسی ژنتیکی شده را داخل آرایشی از میکروموتورها آزاد کردند، در عرض چند دقیقه، میکروموتورها شروع به چرخش کردند.
? هرکدام از باکتری‌ها به‌صورت جداگانه از قسمت جلویی سلول (قسمت سر) به سمت یکی از ۱۵ microchambersهای واقع در لبه بیرونی هر میکروموتور شنا کردند و با حرکت تاژک‌های خود توانستند میکروموتورها را به چرخش دربیاورند که تا حدودی شبیه عملکرد رودخانه‌ای است که آسیاب را می‌چرخاند.
?یک مایع شامل تعداد زیادی از باکتری‌های شناور، به دلیل انرژی مکانیکی موجود «مایع فعال» نامیده می‌شود. برای اینکه مایعات فعال به‌عنوان سوخت برای حرکت مایکروماشین‌ها استفاده شود، حرکت ناسازگار باکتری باید کنترل شود تا همه (بیشتر) باکتری‌ها در یک‌جهت حرکت کنند. microchamberها در امتداد هر یک از میکروموتورها با زاویه ۴۵ درجه کج می‌شوند که این مقدار حداکثر گشتاوری است که باکتری‌ها می‌توانند باعث چرخش موتورها شوند.
? یکی دیگر از نیازهای مهم برای هر میکروموتور باکتری، توانایی کنترل حرکت میکروموتور است. به این منظور محققان ژنتیک، سویه‌ای از E. coli را شکل دادند که از یک پمپ پروتون نوری به نام پروتئورودوپسین بهره می‌گیرد. این پمپ با کمک انرژی فوتون، پروتون‌ها را برخلاف گرادیان الکتروشیمیایی پمپ می‌کند و باعث افزایش سرعت شناوری باکتری‌ها می‌شود. محققان با کنترل شدت‌های مختلف نور، می‌توانند سرعت موتورهای میکرو را کنترل کنند.
? برای اینکه این سیستم‌ها در کاربردهای عملی مورد استفاده قرار گیرند، مهم است که تمام میکروموتورهای یک آرایه سرعت متوسط یکنواخت و با نوسان کمی داشته باشند.. با کمک یک الگوریتم محققان نشان دادند که میکروموتورها به‌طور مؤثر می‌توانند با تغییرات بسیار کمی در سرعت هماهنگ شوند. با استفاده از روش کنترل نور، می‌توان مجموعه‌ای از میکروموتورها را به‌طور یکنواخت در یک سرعت خاص به چرخش درآورد.
? میکروموتورهای باکتریایی دارای کاربردهای بالقوه پزشکی مانند کاربرد دارویی و تحویل آن هستند.
?ترجمه: عاطفه السادات محسن زاده
☑️ لینک خبر
☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن پزشکی مولکولی
☑️عضویت در کانال زیست فن
