Исследовательская группа представила технологию создания подвижных роев из живых микророботов. Система построена на базе зеленых микроводорослей и наночастиц. Управление сборкой и роспуском структур осуществляется с помощью света: синий свет заставляет микрообъекты формировать заданные конфигурации, а красный — возвращает их в состояние свободного плавания.
В ходе экспериментов ученые продемонстрировали возможность формирования в реальном времени таких форм, как звезды, стрелы или очертания континентов. Точность воспроизведения формы превысила 0,95. Рои способны разделяться на части, сливаться и перемещаться, сохраняя геометрию, причем все процессы обратимы в течение нескольких циклов. Для прогнозирования поведения системы был создан вероятностный алгоритм, учитывающий длину волны и интенсивность излучения.
В рамках концепции «умной повязки» исследователи протестировали медицинское применение. На водоросли были закреплены терапевтические наночастицы PLGA. С помощью программы сегментации изображений на основе ИИ идентифицировали проблемные зоны раны на искусственной коже. Сформированная синим светом структура микророботов на медицинской ленте точно повторяла геометрию повреждения. После наложения ленты красный свет инициировал высвобождение роя: почти 90% биогибридов проникли в зону раны менее чем за две минуты.
Авторы отмечают, что основной областью применения технологии в текущем виде являются поверхностные ткани, так как глубинное проникновение света остается техническим ограничением. Дальнейшие планы включают загрузку микророботов лекарственными препаратами и тестирование на живых моделях. Также подчеркивается, что в отличие от синтетических аналогов, управляемых магнитными полями или ультразвуком, данная система использует естественный фототаксис водорослей.
Читайте также: «Российские ученые создали наноматериал для сверхэкономичных конденсаторов».