Ingeniører får et stort gennembrud i udviklingen af ​​silke-mikro-raketter, der kan bruges sikkert i biologiske miljøer

Sheffield-ingeniører får et stort gennembrud i udviklingen af ​​'mikro-raketter' af silke, der kan bruges sikkert i biologiske miljøer.

Ved at bruge en innovativ 3D inkjet -udskrivningsmetode, forskere fra Chemical and Biological Engineering ved University of Sheffield har taget det største skridt endnu i at producere mikroskopiske silkesvømmeapparater, der er biologisk nedbrydelige og ufarlige for et biologisk system.

Det betyder, at disse enheder har potentiale til at blive brugt i menneskekroppen i fremtiden i applikationer som medicinlevering og lokalisering af kræftceller.

Denne nye teknik giver forskerne mulighed for at bruge sikrere, ikke-giftige materialer, hvilket betyder, at mikroraketterne ikke vil forårsage skade eller skade noget levende væv eller biologisk miljø. Dette er en betydelig udvikling, da tidligere enheder har været dyre at producere, kompliceret at fremstille og fremstillet af polystyrenperler, carbon nanorør eller metaller, der skal dækkes i et katalysatorlag (f.eks. platin) for at kunne svømme med succes disse enheder er normalt mindre venlige over for det biologiske miljø, de er placeret i.

Raketterne er kun 300 mikron lange og 100 mikrometer i diameter, tykkelsen af ​​et enkelt menneskehår, og skabe deres egen kraft, giver dem mulighed for at 'svømme' gennem enhver biovæske, der indeholder brændstoffet.

Det er første gang, disse mikro-raketter er blevet produceret ved hjælp af en ny reaktiv inkjet-udskrivningsmetode, ved hjælp af en opløsning af opløst silke blandet med et enzym. Denne løsning placeres derefter i en 3D inkjetprinter, hvilken, ligner normal inkjetudskrivning, opbygger lag af blæk for at skabe en søjle i raketten.

Ved at trykke methanol oven på den trykte opløsning udløser det en reaktion, der danner en stiv raketform, der fælder enzymet inde i en silkegitterstruktur. Dette enzym fungerer som en katalysator, reagerer med brændstofmolekyler for at producere bobler, der driver raketten fremad.

Ved at bruge et enzym som katalysator og silke til at danne raketten, producerer en meget mere sikker enhed, der er biologisk nedbrydelig, billigere og enklere at gøre, fjernelse af en større barriere for, at mikro-raketter bliver en realitet uden for laboratoriet.

Dr Xiubo Zhao, fra Institut for Kemisk og Biologisk Teknik i Sheffield udtaler:"Ved at bruge et naturligt enzym som katalase og silke, der er fuldt bionedbrydeligt, vores enheder er langt mere biokompatible end tidligere svømmeudstyr. "

"Inkjet -udskrivningsteknikken giver os også mulighed for digitalt at definere formen på en raket, før den produceres. Dette gør det meget lettere at optimere formen for at kontrollere måden, enheden svømmer på."

Forskningen blev finansieret af tilskud fra Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC). Papiret 'Reaktiv inkjet-udskrivning af biokompatible enzymdrevne silkemikro-raketter' blev offentliggjort i Lille i dag.