Winzling Mikroroboter soll im Muschel-Stil durch Adern schwimmen

Eine winzige Muschel könnte künftig durch die Blutbahn von Menschen schwimmen, im Körper nach dem Rechten sehen und gezielt Medikamente einsetzen. Gelingen soll das mit dem verblüffend simplen Antrieb des Mikroroboters.

Alejandro Posada/ MPI-IS

Stuttgart - Ein muschelförmiger Mikroroboter könnte künftig durch Körperflüssigkeiten wie Blut und Gelenkschmiere oder Gewebe schwimmen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart stellen den winzigen Roboter im Fachblatt "Nature Communications" vor. Das Besondere an der Minimuschel ist demnach neben der Schwimmbewegung über sich öffnende und schließende "Muschelklappen" ihre einfache Herstellung.

Mikroschwimmer könnten für zahlreiche biomedizinische Aufgaben eingesetzt zu werden, etwa um Medikamente zielgenau zu Krankheitsherden zu transportieren oder um diagnostische Proben zu nehmen. Ein Problem dabei ist, dass die meisten biologischen Flüssigkeiten keine sogenannten Newtonschen Fluide sind: Ihre Zähigkeit verändert sich mit der Belastung. Bewegt man ein Objekt schnell durch eine solche Flüssigkeit, stößt man auf einen überproportional größeren Widerstand als bei einer langsamen Bewegung.

Die Entwicklung von Mikroschwimmern, die sich durch Flüssigkeiten mit veränderlicher Viskosität bewegen können, ist deshalb schwierig. Bisher wurde dafür auf eine Art spiralförmigen Propeller gesetzt, angelehnt an spezielle Fortsätze von Bakterien, Geißeln oder auch Flagellen genannt. Solche Antriebe sind allerdings meist sehr kompliziert.

Schnelles Zuklappen, langsames Aufklappen

Das vom Physiker Peer Fischer und seinem Team vorgestellte Modell ist dagegen in Aufbau und Produktion simpel: Die Mikromuschel besteht aus zwei Silikon-Polymer-Schalen, die mit einem Drehgelenk verbunden sind. Sie sind nur 0,3 Millimeter dick, das Gelenk 0,06 Millimeter. Die Muschel ist damit klein genug, um Blutgefäße passieren zu können. Die filigranen Einzelteile stellten die Forscher mit Hilfe eines 3-D-Druckers her.

Der Schwimmer ist mit winzigen Magneten ausgestattet und wird über ein externes Magnetfeld gesteuert. Innovativ ist vor allem die Schwimmbewegung der Muschel, welche die Forscher in unterschiedlichsten Flüssigkeiten erprobten: Auf ein schnelles Zuklappen erfolgt ein langsames Aufklappen. In normalem Wasser käme die Muschel so nicht vom Fleck. Doch die nichtnewtonsche Flüssigkeit wird bei der schnellen Bewegung zäher. Das Ergebnis: Die Muschel bewegt sich beim Zuklappen ein großes Stück vorwärts, beim Aufklappen aber nur ein kleines Stück zurück, so dass sie insgesamt vorankommt.

In einem mit der Studie veröffentlichten Video zeigen die Wissenschaftler einen Vergleich: Bei einer symmetrischen Auf- und Zuklappbewegung rührt sich die Minimuschel kaum von der Stelle, während sie sich beim asymmetrischen Auf- und Zuklappen pulsierend und ruckartig vorwärts bewegt.

mbe/dpa



insgesamt 11 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
verhetzungsschutz 05.11.2014
1. Der Support für Ihren Mikroroboter endet in 90 Tagen
Bald wird es nicht mehr heißen, der Patient läuft blau an, sondern: Herr Doktor, der Patient hat einen Blue Screen im Blut...
jajawunderbar 05.11.2014
2. um oder mm
" Sie sind nur 0,3 Millimeter dick, das Gelenk 0,06 Millimeter." Ich hab nachgemessen. Ader auf, Zollstock rein - das können keine mm sein!
merapi22 05.11.2014
3. 2029 werden die Grenzen des Lebens fallen.
Nano-Roboter sind das zwar noch nicht, welche die Funktion unserer Blutgefäße übernehmen und unseren Körper gesund halten und verjüngen, aber ein Schritt in die richtige Richtung. Wer möchte denn nicht ewig jung und gesund bleiben?
ae1 05.11.2014
4. Alter Hut
Das wurde bereits in den 60er Jahren in einem Kinofilm durchgespielt.
joeeoj 05.11.2014
5. Neues Attentäter Tool-Kit
Man muss also nur noch einen solchen Nano-Bot seinem Opfer injizieren (z.B. Ooops, angerempelt und sie haben sich an meinem Jackenknopf verletz ... Sorry) und ihn z.B. zum Herzen schwimmen lassen, wo er dann das Gift freisetzt das das Herz lähmt oder ins Gehirn um einen Gehirnschlag zu produzieren. Ich will diese Technologie nicht mies machen, ich sehe durchaus die grossen Vorteile, aber es gibt auch eine unschöne Perspektive, über die man sich im Klaren sein sollte. Nach allem was in der letzten Zeit über unsere westlichen "demokratischen" Regierungen, deren Administrationen und Geheimdienste an menschenverachtenden Aktionen rausgekommen ist, muss man auch extreme Möglichkeiten in Betracht ziehen und darüber nachdenken was damit alles möglich ist, denn für die Regierungen gibt es offensichtlich keine Grenzen mehr in Ihrem Tun; auch keine Gesetze mehr !
Alle Kommentare öffnen
Seite 1

© SPIEGEL ONLINE 2014
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.