Gli scienziati dell’ETH Zurich hanno sviluppato un ago di vetro ad azionamento ultrasonico che, una volta collegato a un braccio robotico, gli permette di pompare e miscelare minuscole quantità di liquido e intrappolare le particelle.
Fino ad oggi, i sistemi miniaturizzati che trasportano minuscole quantità di liquido attraverso sottili capillari sono stati poco associati ai classici robot dotati di braccia mobili, programmabili, utilizzati per lavori meccanici.
Gli scienziati dell’ETH Zurich, combinando robotica convenzionale e microfluidica, hanno realizzato un dispositivo ad ultrasuoni, collegabile a un braccio robotico, in grado di svolgere un’ampia gamma di funzioni in applicazioni di microrobotica e di microfluidica.
Il dispositivo comprende un sottile ago di vetro appuntito e un trasduttore piezoelettrico che lo fa oscillare.
I ricercatori dell’ETH possono variare la frequenza di oscillazione dell’ago di vetro. Immergendo l’ago in un liquido, creano un modello tridimensionale, composto da vortici multipli, che dipende dalla frequenza di oscillazione e, di conseguenza, può essere controllato
I ricercatori hanno sperimentato il dispositivo in diverse applicazioni:
- hanno mescolato minuscole goccioline di liquidi altamente viscosi, che normalmente sono difficili da mescolare.
- hanno pompato i fluidi attraverso un sistema di mini-canali, creando uno specifico modello di vortici e posizionando l’ago di vetro oscillante vicino alla parete del canale.
- hanno usato il dispositivo acustico robotizzato per intrappolare le particelle fini presenti nel fluido.
Il sistema funziona, perché la dimensione di una particella determina la sua reazione alle onde sonore.
Particelle relativamente grandi si muovono verso l’ago di vetro oscillante, dove si accumulano.
«Finora, i progressi nella robotica convenzionale di grandi dimensioni e nelle applicazioni microfluidiche sono stati realizzati separatamente. Il nostro lavoro aiuta a riunire i due approcci. I futuri sistemi microfluidici potrebbero quindi essere progettati in modo simile ai sistemi robotici di oggi. Un singolo dispositivo opportunamente programmato sarebbe in grado di gestire una varietà di compiti» commenta il professor Daniel Ahmed.
Gli scienziati hanno pubblicato lo studio su Nature Communications.