Химия — это не только колбы и пробирки. Иногда все происходит в микроскопических масштабах: капля жидкости меньше миллилитра может быть целой лабораторией. В таких случаях на помощь приходят микророботы.

Ученые из Китайской академии наук и Китайского электроэнергетического исследовательского института создали крошечного робота, который умеет управлять каплями под действием магнитного поля.

Они сделали его из полимера, смешанного с магнитными частицами неодима и сахаром. Потом сахар растворили — так получилась пористая структура, которая лучше взаимодействует с жидкостями. Дополнительно поверхность обработали плазмой, чтобы она притягивала воду и другие вещества.

Плазменная обработка — это воздействие на материал ионизированным газом (плазмой). Она меняет свойства поверхности: например, делает полимер гидрофильным, чтобы он «прилипал» к воде.

Нам нужен был чистый и быстрый метод без остаточных загрязнений — это важно для медицины или работы с агрессивными химикатами, — объясняет Лин Гуй, один из авторов исследования.

Магнитные частицы позволяют управлять роботом дистанционно. Неодим сильнее обычных магнитов, поэтому капля двигается быстрее и точнее.

Результаты опубликованы в издании Nanotechnology and Precision Engineering.

Раньше такие системы были медленными, а добавки могли вступать в реакцию с образцами. Здесь же робот:

• разгоняется в 20 раз быстрее аналогов,
• переносит капли до миллилитра,
• не боится даже кислот.

В экспериментах робот соединял капли для реакций или, наоборот, разбивал их на мелкие части.

Теперь ученые хотят уменьшить его для работы с нанолитрами и добавить датчики — например, для точечной доставки лекарств или очистки воды.

Этот микроробот может:

• Ускорить лабораторные анализы — автоматизация сведет к минимуму человеческие ошибки.
• Упростить микрохирургию — точечное введение препаратов без повреждения тканей.
• Снизить затраты на химическое производство — контроль реакций в микромасштабах экономит реагенты.

Особенно ценна устойчивость к агрессивным средам: можно работать с опасными веществами без риска утечек.

Однако пока робот тестировали только в контролируемых условиях. В реальности могут помешать:

• Вибрации и перепады температуры.
• Неоднородные жидкости (например, кровь или суспензии).
• Долговечность покрытия — со временем плазменная обработка может терять свойства.

Нужны испытания в реальных средах, а не только в лаборатории.

Ранее ученые создали колесо, преодолевающее любые препятствия.