Превращение крошечных пузырьков, плавающих в жидкости, в микророботов, движениями и действиями которых можно управлять с помощью лазера, кажется весьма фантастической идеей. Но в настоящее время это уже является действительностью. Пузырьковые микророботы, разработанные учеными из Гавайского университета в Маноа, вообще не имеют никаких механических частей, но однако ими можно управлять с очень высокой точностью.

Объединенные в группы, которые становятся сложными автоматизированными системами, эти роботы могут использоваться в процессах строительства больших биологических объектов, таких как живые клетки.

Что бы превратить крошечный воздушный пузырек в микроробота потребуется лазер с длиной волны 980 нанометров и мощностью 400 мВт. Луч лазера фокусируется на поверхности материала, активно поглощающего свет и из-за этого нагревающуюся до более высокой температуры. Жидкость, нагреваясь, начинает двигаться от нагретого пятна, а пузырек устремляется к лазерному лучу. Передвигая луч лазера можно заставить этого пузырькового робота двигаться по сложной траектории.

Чем больше интенсивность света лазера, тем быстрее движется пузырек-микроробот, максимальная скорость перемещения, которой удалось добиться исследователям, составила 4 мм/сек.

Рис. 1. Уровень точности управления положением пузырька продемонстрирован на данном снимке, на котором из пузырьков сформирована мнемограмма из заглавных букв названия Гавайского университета.

Такая необычная технология позволяет фактически без затрат создавать почти неограниченное количество крошечных микророботов. Для этого не требуется никакого процесса сборки, достаточно только использовать шприц с воздухом и с тонкой иголкой. Каждый пузырьковый робот может управляться индивидуально, с помощью своего собственного луча лазерного света, поэтому такие микророботы больше подходят для создания автоматизированных систем, нежели микророботы, которыми управляют с помощью магнитного поля.

Одним из недостатков такой системы является то, что она может функционировать только в жидкой среде, но, с одной стороны – это недостаток, а с другой – это преимущество, особенно если рассматривать данную технологию в свете применения в сфере биологических систем.

В дальнейшем ученые собираются использовать некоторое количество отдельных лазеров, которые заставят группу пузырьковых микророботов выполнить сложные действия по строительству объектов из наночастиц. И в конце концов, хочется надеяться, что ученым удастся создать систему, способную самостоятельно собирать микроструктуры, по сложности не уступающие клеткам живых организмов.