Kita semua akrab dengan robot yang dilengkapi dengan lengan yang dapat digerakkan.Mereka berada di lantai pabrik, melakukan pekerjaan mekanis, dan dapat diprogram.Satu robot dapat digunakan untuk banyak tugas.
Sistem kecil yang mengangkut cairan dalam jumlah kecil melalui kapiler tipis tidak banyak berguna bagi robot hingga saat ini.Dikembangkan oleh para peneliti sebagai tambahan untuk analisis laboratorium, sistem seperti ini dikenal sebagai mikrofluida atau lab-on-a-chip dan biasanya menggunakan pompa eksternal untuk memindahkan cairan melintasi chip.Hingga saat ini, sistem seperti itu sulit untuk diotomatisasi, dan chip harus dirancang dan diproduksi sesuai pesanan untuk setiap aplikasi spesifik.
Para ilmuwan yang dipimpin oleh profesor ETH Daniel Ahmed kini menggabungkan robotika konvensional dan mikrofluida.Mereka telah mengembangkan perangkat yang menggunakan ultrasound dan dapat dipasang pada lengan robot.Sangat cocok untuk berbagai tugas dalam aplikasi mikrorobotika dan mikrofluida dan juga dapat digunakan untuk mengotomatisasi aplikasi tersebut.Para ilmuwan melaporkan kemajuan dalam Nature Communications.
Perangkat ini terdiri dari jarum kaca tipis dan runcing serta transduser piezoelektrik yang menyebabkan jarum bergetar.Transduser serupa digunakan dalam pengeras suara, pencitraan ultrasound, dan peralatan gigi profesional.Peneliti ETH dapat mengubah frekuensi getaran jarum kaca.Dengan mencelupkan jarum ke dalam cairan, mereka menciptakan pola tiga dimensi yang terdiri dari banyak pusaran.Karena mode ini bergantung pada frekuensi osilasi, maka mode ini dapat dikontrol.
Peneliti dapat menggunakannya untuk mendemonstrasikan berbagai aplikasi.Pertama, mereka mampu mencampurkan tetesan kecil cairan yang sangat kental.“Semakin kental suatu cairan, semakin sulit untuk tercampur,” jelas Profesor Ahmed.“Namun, metode kami unggul dalam hal ini karena tidak hanya memungkinkan kami membuat pusaran tunggal, namun juga secara efektif mencampur cairan menggunakan pola 3D kompleks yang terdiri dari beberapa pusaran kuat.”
Kedua, para ilmuwan mampu memompa cairan melalui sistem saluran mikro dengan menciptakan pola pusaran tertentu dan menempatkan jarum kaca yang berosilasi di dekat dinding saluran.
Ketiga, mereka mampu menangkap partikel halus yang ada dalam cairan menggunakan perangkat akustik robotik.Ini berhasil karena ukuran partikel menentukan responsnya terhadap gelombang suara.Partikel yang relatif besar bergerak menuju jarum kaca yang berosilasi, tempat partikel tersebut terakumulasi.Para peneliti menunjukkan bagaimana metode ini tidak hanya dapat menangkap partikel benda mati, tetapi juga embrio ikan.Mereka percaya itu juga harus menjebak sel-sel biologis dalam cairan.“Dulu, memanipulasi partikel mikroskopis dalam tiga dimensi selalu menjadi tantangan.Lengan robot kecil kami memudahkan hal ini,” kata Ahmed.
“Sampai saat ini, kemajuan penerapan robotika konvensional dan mikrofluida skala besar dilakukan secara terpisah,” kata Ahmed.“Pekerjaan kami membantu menyatukan kedua pendekatan ini.”Satu perangkat, yang diprogram dengan benar, dapat menangani banyak tugas.“Mencampur dan memompa cairan serta menangkap partikel, semuanya bisa kita lakukan dengan satu perangkat,” kata Ahmed.Artinya, chip mikrofluida masa depan tidak perlu lagi dirancang khusus untuk setiap aplikasi spesifik.Para peneliti kemudian berharap untuk menggabungkan beberapa jarum kaca untuk menciptakan pola pusaran yang lebih kompleks dalam cairan.
Selain analisis laboratorium, Ahmed dapat membayangkan kegunaan lain dari mikromanipulator, seperti menyortir benda-benda kecil.Mungkin tangan juga dapat digunakan dalam bioteknologi sebagai cara untuk memasukkan DNA ke dalam sel individu.Mereka pada akhirnya dapat digunakan untuk pembuatan aditif dan pencetakan 3D.
Materi disediakan oleh ETH Zurich.Buku aslinya ditulis oleh Fabio Bergamin.CATATAN.Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.
Dapatkan berita sains terkini di pembaca RSS Anda yang mencakup ratusan topik dengan umpan berita ScienceDaily setiap jam:
Beri tahu kami pendapat Anda tentang ScienceDaily – kami menerima komentar positif dan negatif.Ada pertanyaan tentang penggunaan situs ini?pertanyaan?