Mikrogreifer packt Zellen
Aus einem etwa 5 Millimeter breiten Mikroroboter ragen zwei etwa 3 Millimeter lange Arme heraus, vergleichbar einer Pinzette, zwischen denen nur Bruchteile von Millimetern Platz sind. Damit kann der Mikrogreifer Gegenstände fassen, die einen Durchmesser von nur 10 Mikrometern haben - das ist etwa ein Viertel des Durchmessers eines Kinderhaares.
Die Handhabung von mikro- und nanometergroßen Objekten sei in vielen Gebieten zu einer wichtigen Anwendung geworden, schreiben die Wissenschaftler in einem Aufsatz im " Journal of Micromechanics and Microengineering(öffnet im neuen Fenster) ". Dabei komme es vor allem darauf an, die ausgeübte Kraft zu kontrollieren, um die Proben nicht zu beschädigen.
Dieses Problem hat das Team um Yu Sun vom Advanced Micro and Nanosystems Laboratory der Universität im kanadischen Toronto gelöst, indem sie den Greifer mit Sensoren ausgestattet haben. Diese Sensoren messen die Kraft, mit der die Greifer zupacken und verhindern so, dass die Greifer ein Objekt, eine Zelle zum Beispiel, zerquetschen. Außerdem dienen sie als Berühungssensoren, die erfassen, wenn der Greifer auf ein Objekt stößt. Das soll Schäden sowohl an dem Objekt, aber auch am Greifer selbst verhindern. Die Empfindlichkeit der Sensoren liege dabei im Bereich von "zehner Nanonewton" , erklärten die Wissenschaftler.
Gesteuert werden die Greifer von einer Software, die in nur wenigen Sekunden ein Objekt erkennt und die Greifer in Position bringt. In einem Test ließen die Wissenschaftler den Roboter Zellen aus einem Schweineherz transportieren und in einer Reihe anordnen. Die Zellen verformten sich dabei unter dem zartfühlenden Griff von nur 100 Nanonewton dabei um 15 Prozent ihres Durchmessers.
Anwendungen für die Greifer, die aus Silizium-Wafern geätzt werden, gibt es nach Angaben der Entwickler. So könnten sie zum Transport, aber auch zur Abmessung von Zellen oder Gewebe dienen. Zudem sei es möglich, die Mikrogreifer in der Produktion von Geräten im Mikro- und Nanometer-Bereich einzusetzen.