ساخت ریزترین پمپ دنیا به اندازه یک گلبول قرمز
دانش > فناوری - دانشمندان با استفاده از رسانایی الکتریکی نانوذرات شیشه، موتوری ساخته‌اند که نیروی کوچک‌ترین
پمپ جهان را که به اندازه یک گلبول قرمز است، تامین می‌کند. این موتور در مطالعات سلولی کاربرد خواهد داشت.
محمود حاج‌زمان: گروهی از مهندسان موفق شده‌اند کوچک‌ترین
پمپ دنیا را بسازند. این وسیله بسیار کوچک که تنها به اندازه یک گلبول قرمز است، نیروی خود را از یک الکترود غیرعادی می‌گیرد. این الکترود از ماده‌ای ساخته شده است که به طور معمول الکتریسیته را از خود عبور نمی‌دهد: شیشه.
به گزارش نیچر، اِعمال جریان الکتریکی به ساختارهای نانو بسیار دشوار است. استفاده از مواد نارسانا نیز کار را به مراتب سخت‌تر می‌کند، زیرا لازم است سیم‌هایی را از درون آنها عبور داد. در عین حال محصول نهایی باید به اندازه کافی ریز باشد که حرکت دادن تمام مجموعه امکان‌پذیر باشد.
برای حل این مشکل، آلن هانت از دانشگاه میشیگان و همکارانش با استفاده از لیزر، یک لوله خمیده را به یک تکه شیشه منگنه کردند. در نتیجه تونل ریزی با یک دیواره نازک شیشه‌ای در انتهای آن به دست آمد.
مواد عایق مانند شیشه، چوب و پلاستیک قادرند جریان‌های با ولتاژ بالا را از خود عبور دهند، اما معمولا در طی این فرایند آسیب می‌بینند. هانت در این باره می‌گوید: «هنگامی که صاعقه با منزل خانه شما برخورد می‌کند، جریان تنها از سقف عبور می‌کند، اما نهایتا خسارات زیادی را برجای می‌گذارد.»
اما چند سال قبل گروه وی کشف کردند که در مقیاس نانو، شیشه معمولی بدون اینکه صدمه ببیند، به ماده‌ای رسانا تبدیل می‌شود. هانت می‌گوید: «وقتی شما با مقیاس نانو سر و کار دارید،
دنیا دیگر آن‌طوری که شما انتظار دارید رفتار نمی‌کند.»
به گفته وی، اگر آلیس در سرزمین عجایب با خوردن قارچ به اندازه یک پشه کوچک می شد، آنگاه نخ‌های لباس وی به اندازه دیواره شیشه‌ای الکترود آنها ضخامت داشت!
آزمایشگاه‌های مینیاتوری
لوله ساخته شده توسط هانت و همکارانش، هنگامی که با یک مایع رسانا پر می‌شود، به یک سیم مایع تبدیل شده و دیوار شیشه‌ای موجود در نوک آن، به عنوان الکترود عمل می‌کند.
گروه تحقیقاتی از این الکترود برای انتقال نیرو به کوچک‌ترین
پمپ دنیا که تاکنون ساخته شده، استفاده کرد. این
پمپ که مجموعه‌ای از کانال‌های شیشه‌ای است، چهار میکرومتر طول دارد و دارای سه کانال به عرض 0.6 میکرومتر (600 نانومتر) است. این
پمپ می‌تواند تا جریان یک هزارمیلیاردیم (یک تریلیاردیم) لیتر در ثانیه را کنترل کند.
کنترل چنین حجم بسیار کمی می‌تواند برای گرفتن نمونه‌های مایع از سلول‌های عفونی، و یا انتقال دوز اندک دارو به محل‌های مشخصی مفید باشد. سلول‌شناسان می‌توانند به کمک این وسیله، مواد شیمیایی را به یک سلول منتقل کنند و نحوه تاثیرپذیری سلول‌های همسایه را مطالعه کنند.
تاکنون تعداد بسیار زیادی از ابزارهای کوچک با استفاده از شیشه و اجسام شفاف دیگر ساخته شده است. دانشمندان امیدوارند که با استفاده از این الکترودها و تکنیک لیزری جدید، بتوانند
ساخت چنین ابزاری را ساده‌تر کنند.