С корабля — в микромир

Как известно, наука не стоит на месте. Особенно активно сегодня развиваются нанотехнологии, которые могут быть использованы, в частности, например, для того, чтобы доставлять лекарства в организме человека в нужное место в нужное время. Недавно ученые из Лейденского университета (Нидерланды) изготовили то, что, без сомнений, можно назвать самым маленьким корабликом в мире. Длина этого микро-судна составляет всего 30 микронов, и он без любых проблем умещается на торце (срезе) человеческого волоса, диаметр которого может колебаться в пределах от 100 до 150 микронов
Изготовлена эта фигурка была при помощи технологий микроскопической трехмерной печати в рамках проекта, конечной целью которого является создание «микро-пловцов», объектов сложной формы, которые могут плавать внутри человеческого организма, к примеру, выполняя целевую доставку лекарственных препаратов.
Снимок микро-кораблика был сделан при помощи электронного микроскопа. Как мы видим, эта фигурка весьма хорошо детализирована, она имеет открытую рубку, дымовую трубу и даже очень крошечные иллюминаторы. Это особенно впечатляет с учетом того, что фигурка меньше крошечных скульптур, созданных скульптором Джонти Хурвицем в 2014 году.
Модель, по которой выполнялась трехмерная печать, называется 3DBenchy, и она давно используется для регулировки, калибровки и проверки качества работы обычных трехмерных принтеров. Но метод, который был использован голландскими исследователями, сильно отличается от традиционной 3D-печати, и ученым было необходимо проверить, что при его помощи можно достичь требуемого уровня разрешающей способности.
Метод известен под названием двухфотонной полимеризации, и он позволяет создавать пластмассовые микро- и макрообъекты любой сложности. Если сказать просто, метод заключается в том, что лазер вырезает необходимые формы и образы из цельного куска материала, способного реагировать на свет определенным образом.
Как уже упоминалось выше, микроскопический кораблик был изготовлен в рамках проекта по созданию микро-пловцов, крошечных объектов, способных передвигаться в жидкой среде за счет химических реакций. В большинстве случаев такие объекты представляют собой обычные сферы, но в таком случае возникают проблемы с их управляемостью, программированием движений и т.п. Поэтому лейденские исследователи обратили свое внимание на объекты более сложных форм.
Используя метод микротрехмерной печати, исследователи изготовили микро-пловцов, имеющих форму спирали, винта, шара с несколькими острыми шипами и трех соединенных друг с другом сфер. Одна сторона этих объектов покрывается веществом, реагирующим с жидкостью, в результате чего создаются газовые пузырьки, продвигающие микро-пловца в заданном направлении.
Такой метод движения может заставить двигаться и микро-кораблик в том числе. Однако его форма очень далека от идеальной и эффективной. Самыми эффективными пловцами оказались объекты спиральной и винтовой формы, которые двигаются, буквально ввинчиваясь в жидкость, как своеобразный штопор.