Ученые превращают бактерии в микродвигатели, Hi-Tech

Компьюлента. 6 февраля 2003 года, 16:35

Американские ученые, работающие над созданием микроэлектромеханических систем (MEMS) - миниатюрных устройств, которые находят все более широкое применение в современной технике - предложили новый подход к их проектированию. Работая над решением проблемы создания микронасосов для перекачки жидкости в миниатюрных каналах, они столкнулись с необходимостью затрат большого количества энергии. Дело в том, что из-за капиллярного эффекта перекачать жидкость по трубке диаметром в несколько микрон очень непросто - для этого нужно создавать большой перепад давлений, что не слишком эффективно.

Решить эту проблему ученые во главе со Стивом Тангом из Арканзасского университета попытались путем использования в качестве двигателей специально выведенных бактерий. Как известно, многие бактерии используют для движения жгутики - небольшие отростки, вращающиеся по часовой стрелке или против нее, в зависимости от направления движения. Когда бактерия закрепится с помощью жгутика на подходящей поверхности, она начнет совершать вращательные движения в одном и том же направлении, превратившись в двигатель насоса. Несколько подобных бактерий могут выступать в качестве ленты конвейера.

Одной из первых задач исследователей было выведение бактерий с одним-единственным коротким жгутиком, который будет использоваться для крепления к поверхности микроканала. Кроме того, строение бактерии должно быть таким, чтобы при вращении создавался максимальный перепад давления. Вдобавок, бактерию требуется обеспечить питанием, достаточным на время работы насоса. Впрочем, бактерию можно накормить заранее, чтобы ее запасов хватило на несколько часов или дней работы. Трудной задачей является и разработка процесса производства биоэлектромеханических систем. В таком процессе не должны использоваться высокие температуры или вещества, способные убить бактерию. Тем не менее, подход американских исследователей весьма оригинален и перспективен.