Nhật chế tạo robot siêu nhỏ điều khiển bằng ánh sáng

Các nhà khoa học Nhật Bản đang phát triển robot động cơ hoạt động bằng năng lượng ánh sáng, có thể dùng để vận chuyển thuốc trong cơ thể người.

Yoshiyuki Kageyama, Sadamu Takeda và các đồng nghiệp tại Khoa Hóa học, thuộc Đại học Hokkaido ở Nhật Bản đã thành công tạo ra một hợp chất hóa học, hay còn gọi là lắp ráp dạng tinh thể. Theo đó, chúng có thể di chuyển lặp đi lặp lại khi tiếp xúc với ánh sáng xanh.

Nhóm nghiên cứu tạo ra khối tinh thể lắp ráp này từ một hợp chất hữu cơ, được gọi là azobenzene. Loại hợp chất này thường được sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm và axit oleic, chúng thường được tìm thấy trong dầu ăn.

Lắp ráp tinh thể sẽ được ứng dụng vào phát triển công nghệ vi robot dùng ánh sáng điều khiển - (Ảnh: Hokkaido University).

Sau khi cho hợp chất vào ánh sáng xanh và quan sát dưới kính hiển vi, các nhà nghiên cứu phát hiện ra các tinh thể này có khả năng chuyển động liên tục. Và trong môi trường nước, chúng di chuyển như kiểu "bơi". Chúng có khả năng uốn cong và bung ra tùy thuộc vào tỷ lệ "cis" và "trans" của azobenzene. Đặc biệt, khi cường độ của ánh sáng tăng, tần số dao động của chúng cũng tăng lên.

Trong quá khứ, những robot siêu nhỏ xuất hiện một số hạn chế trong khả năng biến hình. Nhưng các lắp ráp tinh thể được tạo ra tại Đại học Hokkaido có một cơ chế chuyển đổi hai bước cho phép chuyển động dao động lặp đi lặp lại thường xuyên như đã nói.

Do vậy, phát hiện mới được đánh giá là bước tiến quan trọng trên con đường hướng đến phát triển công nghệ vi robot, robot phân tử tương lai. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể chiếu đèn flash vào những robot siêu nhỏ, điều khiển chúng chúng bơi qua dòng máu trong cơ thể hướng đến mục tiêu chính xác hoàn hảo như dự định.

Biểu đồ minh họa mỗi bước của chuyển động tự dao động của lắp ráp tinh thể - (Ảnh: Ikegami T. et. al).

Nhà nghiên cứu Yoshiyuki Kageyama, một trong những người đứng đầu dự án cho biết: "Khả năng tự tổ chức chuyển động nhịp nhàng, chẳng hạn như chuyển động lặp đi lặp lại như chúng tôi quan sát, là một trong những đặc điểm cơ bản của cuộc sống sinh vật. Cơ chế này có thể được sử dụng trong tương lai để phát triển các động cơ và robot phân tử lấy cảm hứng từ sinh học. Chúng có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực rộng lớn, bao gồm cả y học".

Các nhà nghiên cứu chưa có kế hoạch nào về việc thương mại hóa nhưng công nghệ này có thể sớm được áp dụng trong lĩnh vực y học.