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世界上最小的“战车”,由单细胞藻类牵引

从狗拉的雪橇到马车,动物拉交通工具已经有几千年的历史了。现在,东京大学的科学家们已经制造出了可能是有史以来最小的版本,设计出了可以由单细胞藻类牵引的微型交通工具。

藻类的单个细胞可以以每秒100微米的速度移动 —— 大约是其10个身体的长度。研究小组想知道,他们是否可以(从字面上)利用这种速度,设计出藻类可以拉动的微型机器。

该研究的作者之一清水直人(Naoto Shimizu)说:“在对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)迅速而不受限制的游泳能力印象深刻之后,我们受到启发,试图利用这种在世界各地都很常见的藻类。我们现在已经证明,这些藻类可以在不影响其移动性的情况下被捕获,这为推动可用于工程或研究目的的微型机器提供了新的选择。”

他们需要设计的第一件事是一个陷阱,可以把藻类困在里面,但仍然让它们自由移动。经过反复试验,他们确定了一个形状像篮子的设计,由三个直径分别为7、10和13微米的环组成。藻类太大了,无法穿过最小的环,但它们仍然可以伸出它们的鞭毛 —— 它们用来在水中拖动自己的鞭子状附属物。

然后,这些陷阱被连接到两种不同的车辆设计上。第一种,该团队称之为“踏板车”,由两个藻类陷阱组成,后面拖着一个盒子,就像一辆经典的马车。第二个,被称为“旋转器”,看起来有点像一个摩天轮,有四个陷阱,推动车辆绕圈。

在实践中,旋转器似乎按所述工作,以每秒约20至40微米的平均速度旋转。但是,尽管该团队假设踏板车只会朝一个方向移动,但实验表明,它会滚动和翻转。

虽然,它看起来不过是世界上最小的跳蚤马戏团,但这个团队有更高的目标。他们计划制造更复杂的微型机器,这些机器可以以多种方式移动,这可以帮助研究藻类,并可能使它们发挥作用。

该项目的主管竹内正二教授说:“这些方法有可能在未来发展成为一种技术,可用于水生环境的环境监测,以及利用微生物进行物质运输,例如移动水中的污染物或营养物质。”

这项研究发表在《Small》杂志上。

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  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/OgZRMuyOXN_oSIh0s5XEW4mQ0
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