ETH-Forschung 30.11.2020, 09:49 Uhr

Winzige Roboter aus Metall und Kunststoff

Forschende der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sie Mikrometer kleine Maschinen herstellen können, in denen mehrere Materialien auf komplexe Weise miteinander verwoben sind. Solche Mikroroboter sollen dereinst die Medizin revolutionieren.
Computergrafik eines Mikrovehikels mit Eisenrädern (goldfarben) und einer Polymer-​Chassis (rot). Das Vehikel ist 0,25 Millimeter lang.
(Quelle: Alcântara et al. Nature Communications 2020)
Roboter, so winzig, dass sie sich durch unsere Blutgefässe bewegen und Medikamente im Körper an bestimmte Stellen bringen – dies ist ein Forschungsziel, dass Wissenschaftler seit Jahren verfolgen. Forschenden der ETH Zürich ist es nun gelungen, erstmals solche «Mikromaschinen» zu bauen, die aus Metall und Kunststoff bestehen, und bei denen diese beiden Materialien so miteinander verknüpft sind, wie dies beispielsweise die Glieder einer Kette. Möglich ist dies dank einer von ihnen entwickelten neuen Herstellungstechnik.

Mikroskopiebild des oben gezeigten Zwei-​Komponenten-Mikrovehikels
Quelle: Alcântara et al. Nature Communications 2020
«Metalle und Polymere haben unterschiedliche Eigenschaften, und beide Materialien bieten Vorzüge beim Bau von Mikromaschinen. Um alle diese Eigenschaften gleichzeitig nutzen zu können, wollten wir die beiden Materialien kombinieren», erklärt Carlos Alcântara, ehemaliger Doktorand in der Gruppe von Salvador Pané am Institut für Robotik und Intelligente Systeme und einer der beiden Erstautoren der Arbeit. In der Regel werden Mikromaschinen von ausserhalb des Körpers mit Magnetfeldern angetrieben. Dazu müssen in die Mikromaschinen magnetische Metallteile eingebaut werden. Polymere wiederum haben den Vorteil, dass sich damit weiche und bewegliche Teile konstruieren lassen oder solche, die sich im Körperinnern auflösen. Werden Medikamente in solche auflösbaren Polymere eingebettet, lassen sich an bestimmten Körperstellen gezielt Wirkstoffe freisetzen.


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