كشفت دراسة علمية حديثة عن ابتكار روبوتات متناهية الصغر تعمل بواسطة الضوء ولديها قدرة فائقة على تتبع البكتيريا وجمعها ونقلها بدقة متناهية، وهو ما يفتح بابا واسعا نحو مستقبل تقنيات التنظيف البيولوجي المجهري.
واظهرت القياسات ان حجم هذه الروبوتات يقل عن ميكرومتر واحد، مما يجعلها اصغر بنحو 50 مرة من قطر شعرة الانسان، وهذا الحجم الصغير يمنحها حرية حركة كاملة داخل الاوساط السائلة والبيئات الميكروبية المعقدة.
واوضحت النتائج ان هذا التطور التقني يعد نقلة نوعية في علم النانو، حيث تمكن الفريق البحثي من السيطرة على تحركات هذه الروبوتات وتوجيهها نحو اهداف محددة دون الحاجة الى تدخلات كيميائية معقدة او ميكانيكية.
اسرار الحركة الضوئية
وبين الباحثون ان آلية دفع هذه الروبوتات تعتمد بشكل اساسي على فيزياء ارتداد الفوتونات، حيث تم تزويدها بهوائيات نانوية بلازمونية قادرة على امتصاص الضوء واعادة اشعاعه في اتجاهات محددة بدقة عالية ومذهلة.
واضاف الفريق ان هذه العملية تولد قوة ارتدادية تشبه رد فعل السلاح عند اطلاق الرصاص، ونظرا للكتلة الضئيلة جدا للروبوتات فان هذه القوة كافية لدفعها بسرعات وتسارعات كبيرة تسمح لها بالمناورة داخل السوائل.
واكدت الدراسة ان العلماء ابتكروا تقنية توجيه تعتمد على اسلاك نانوية داخلية تتماشى مع اتجاه استقطاب الضوء، مما يتيح التحكم الكامل في مسار الروبوت وتدويره بزوايا حادة تصل الى تسعين درجة بسهولة.
تطبيقات طبية واعدة
واوضحت التجارب ان احتجاز البكتيريا يتم عبر قوى الحركة الحرارية الضوئية، حيث ينشئ الروبوت تدرجا حراريا دقيقا يجذب الكائنات الدقيقة ويبقيها مقيدة في مجاله، مما يمنع تلف الاجسام البيولوجية الرخوة اثناء عمليات النقل.
واضاف الخبراء ان هذا الابتكار يمثل دليلا عمليا على امكانية استخدام الضوء للتحكم في العالم المجهري، مما يمهد الطريق امام تطبيقات واسعة في مجالات الطب الحيوي وتوجيه الادوية بدقة عالية نحو الخلايا.
وكشفت الاختبارات المخبرية قدرة هذه الروبوتات على مسح العينات المائية وتنظيفها بفاعلية، مع الحفاظ على كفاءة المناورة حتى عند حمل اعداد كبيرة من الميكروبات، مما يبشر بمستقبل مشرق في عمليات التنظيف الخلوي.
