Naukowcy ze Swiss School of Technology w Zurychu i IBM Research Laboratory nauczyli się, jak tworzyć sztuczne cząsteczki z nanoskalowych kulek. Zdaniem naukowców nowa technologia pozwoli na stworzenie mikrorobotów zdolnych do leczenia guzów nowotworowych lub innych urządzeń. Praca została opublikowana w czasopiśmie Science Advances.
Rozmiar sztucznych cząsteczek, składających się z kulistych modułów, jest większy niż zwykłych cząsteczek, ale według ludzkich standardów pozostaje niewielki i jest rzędu kilku mikrometrów. Same kule są wykonane z materiałów silikonowych lub polimerowych i mogą mieć różne właściwości fizyczne, takie jak przewodnictwo elektryczne lub magnetyzm. Łącząc ze sobą takie kule, badacze uzyskują mikroobiekty o pożądanej geometrii, strukturze i innych cechach, które pozwalają cząsteczkom inaczej reagować na warunki środowiskowe. Sztuczne cząsteczki mogą mieć kształt patyków, trójkątów lub złożonych obiektów 3D.
Aby uzyskać mikroobiekty, naukowcy wykorzystali specjalne kształty z wgłębieniami o różnych rozmiarach. Naukowcy wykorzystali je do stworzenia maleńkich kulek, które są następnie łączone w jedną strukturę przez krótkotrwałe ogrzewanie. Sam proces produkcyjny różnił się od tradycyjnego druku 3D tym, że do tego ostatniego używany jest jednolity materiał, a powstałe obiekty mają jednolitą strukturę.
W przyszłości na bazie sztucznych molekuł naukowcy planują budowę samobieżnych urządzeń o złożonej geometrii i składzie chemicznym, wprawianych w ruch przez pola magnetyczne. Takie mikroobiekty mogą być wykorzystywane w badaniach medycznych jako nośniki leków i chemioterapii. Inżynierowie będą również pracować nad stworzeniem cząsteczek, które mogą wchodzić ze sobą w interakcje i łączyć się w nadbudowy, które mogą oddziaływać ze światłem. Takie urządzenia mogłyby z powodzeniem znaleźć zastosowanie w fotonice.
Fotonika to dziedzina nauki zajmująca się tworzeniem układów, w których nośnikiem sygnału jest promieniowanie świetlne.