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MIT produce en masa pequeños robots del tamaño de una célula que pueden moverse a través de su torrente sanguíneo


Pronto se podrían producir pequeños robots del tamaño de una celda gracias a un nuevo método desarrollado por investigadores del MIT. Los diminutos dispositivos llamados "syncells" (abreviatura de células sintéticas), por sus inventores, tienen aplicaciones en todo, desde monitorear el interior de las tuberías de aceite hasta detectar la enfermedad en el torrente sanguíneo humano.

El equipo del MIT responsable del avance ha sido capaz de producir los robots en grandes cantidades controlando el proceso de fracturación natural de materiales frágiles atómicamente delgados, dirigiendo las líneas de fractura para que produzcan bolsas minúsculas de un tamaño y forma predecibles. Dentro de cada uno de estos bolsillos hay circuitos electrónicos y materiales que pueden recopilar, registrar y generar datos.

Electrónica impresa en grafeno quebradizo

El nuevo sistema llamado "autoperforación" utiliza grafeno para formar la estructura exterior de las diminutas sincronizaciones. Se coloca una capa de grafeno antes de aplicar el material polimérico que contiene la electrónica de los dispositivos utilizando una versión sofisticada de una impresora de inyección de tinta.

Luego se coloca otra capa de grafeno encima. El grafeno, a pesar de muchas imágenes, es un material flexible que en realidad es muy frágil.

La fractura controlada conduce a la producción en masa

Es esta cualidad la que los científicos pudieron aprovechar. El equipo desarrolló un método que podría controlar el proceso de fractura natural para que en lugar de frenar al azar como una ventana rota, el grafeno se fracturara en pedazos uniformes.

“Descubrimos que se puede usar la fragilidad”, dice Strano, quien es profesor de Ingeniería Química Carbon P. Dubbs en el MIT. “Es contradictorio. Antes de este trabajo, si me hubieras dicho que podías fracturar un material para controlar su forma a nanoescala, habría sido incrédulo.

Un método inteligente da como resultado un producto de alta calidad

"Lo que descubrimos es que se puede imponer un campo de deformación para hacer que la fractura sea guiada, y se puede usar para una fabricación controlada", continúa Strano. Cuando la segunda capa de grafeno se coloca sobre los puntos de polímero, cubre el relieve áreas que forman líneas de pilares.

Donde el material que se eleva desde la elevación del pilar se somete a tensión. Cuando se le aplica fuerza al material, se rompe a lo largo de estos límites formando precisamente una serie de pequeños trozos de grafeno perfectamente redondos que parecían haber sido perforados.

Los robots del tamaño de una celda tienen aplicaciones en la industria y la medicina

Los componentes electrónicos se almacenan de forma segura en el pequeño bolsillo gracias a la forma en que el grafeno se adhiere entre sí a lo largo de sus bordes. Debido a la mínima cantidad de trabajo exigente que se necesita para crear estos pequeños robots, se pueden producir grandes cantidades con precisión y velocidad.

El producto terminado varía en tamaño desde un diminuto glóbulo rojo humano, de unos 10 micrómetros de diámetro, hasta un punto diez veces mayor que ese tamaño. Sorprendentemente, estos pequeños objetos artificiales se ven y se comportan como una célula biológica viva.

"De hecho, bajo un microscopio, probablemente podría convencer a la mayoría de la gente de que es una célula", dice Strano. Strano ha estado trabajando en sincronizaciones durante algún tiempo y anteriormente había desarrollado una serie que podía recopilar y almacenar información sobre la química y otras propiedades utilizando sensores en su superficie.

Esta información podría recuperarse más tarde y tenía aplicaciones como empujarlos a través de tuberías para obtener datos sobre su interior. Si bien las sincronizaciones más nuevas no son tan sofisticadas, tienen la ventaja de ser producidas en masa en lugar de ensambladas a mano como las iteraciones anteriores.

La investigación fue publicada en la revista Nature Materials, por el profesor del MIT Michael Strano, el postdoctorado Pingwei Liu, el estudiante de posgrado Albert Liu y otros ocho en el MIT.


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