细菌和其他游动的微生物进化到在具有挑战性的环境中茁壮成长，研究人员努力模仿它们独特的能力以实现生物医学技术，但制造挑战造成了制造瓶颈。一组国际研究人员称，表面镀有镍和铂的微观3d打印tori甜甜圈可以弥补生物和合成游泳者之间的差距。
这些微型游泳者模仿生物行为，有一天可能会在芯片实验室(一种微型设备，在微芯片上模拟整个实验室)中传送靶向药物或搅拌样品。
“这些甜甜圈最终可能作为活性材料应用于医学，”宾夕法尼亚州立大学哈克生物医学工程、化学和数学讲座教授Igor Aronson说。
活性物质是那些像细菌或人造微泳者那样自己移动的物质。
宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程博士候选人雷米·达纳·贝克说:“当使用芯片上的实验室时，真的很难把东西混合在一起。”“这些微环，因为它们是活性材料，自己移动，可以用来帮助微混合。”
研究人员使用纳米cribe光子专业GT机器制造这些甜甜圈，该机器可以制造出3,7或14微米的甜甜圈，打印的特征最高可达200纳米。蜘蛛丝的直径为3至10微米。该纳米装置使用精确的激光技术和专门设计的光阻剂来实现这一点。
贝克说:“我们设计了两种不同的设计，水平的和垂直的。水平tori是平印在支撑的玻璃载玻片上，然后用镍和铂上釉。垂直tori是3D打印的直立，然后蘸上镍和铂。
横向的甜甜圈是完美的圆形，看起来像冰冻的甜甜圈，上面的糖霜比边上的更厚。垂直版有一个平的一端，所以它们可以用来蘸水，但只蘸一半。天富注册网址
镍有两个用途。铂不会粘在塑料微型甜甜圈上，但镍会，铂会粘在镍上。此外，镍是磁性的，所以研究人员可以用磁场操纵甜甜圈。
贝克说:“镍层和铂层的晶格非常匹配。”
研究人员希望甜甜圈能像生物一样在水中游泳并对信号做出反应。生物的运动需要食物和燃料。在实验中，研究人员将microtori放在过氧化氢溶液中，过氧化氢溶液就是燃料。铂分解过氧化氢，为甜甜圈的推进提供动力。
Aronson说:“最初，人们认为一个水平的环面会从底部升起并盘旋，但这并没有发生。”“他们不是笔直地上升，而是开始倾斜，达到15度角，然后像喷气滑雪者一样游泳。”
当水平的微环面沿直线运动时，阿伦森注意到垂直的环面不会沿磁场的方向运动，但是随着磁场的增加，环面会产生越来越大的扁平环面，直到运动变成一条直线。
研究人员今天(10月30日)在《自然通讯》(Nature Communications)上报告说，“tori还操纵和运输其他人工游泳者、双金属纳米棒和被动胶粒子。”“这种双金属棒类似于细菌，这是操纵细胞和细菌等生物物质的第一步。
两种模式的微甜甜圈在运输颗粒或活性物质时表现不同。横向环面，像甜甜圈一样冰冻的环面，积极地传送双金属纳米棒。
研究人员发现了这些3D打印的化学动力微型游泳者的一些新行为。他们的实验和建模方法都适用于其他由过氧化氢替代方法驱动的微型游泳者。对于生物系统，微型游泳者可能使用生物兼容的推进系统，如酶或光。
研究人员指出，“这些生物相容性的3D打印微型游泳器将能够接触和操纵生物活性物质，从而促进智能细胞运输和治疗的发展。”天富注册网址
