Medizin: Winzige Roboter aus Graphen sollen Daten über den Körper liefern

Roboter werden von Tag zu Tag kleiner. Forschern am MIT ist es gelungen, winzige Roboter zu konstruieren, die nicht größer als eine menschliche Zelle sind und die Daten aus ihrer Umgebung sammeln können. Allerdings stießen sie bei der Herstellung der Roboter an ihre Grenzen. Dank des Wundermaterials Graphen haben die Forscher nun einen Weg gefunden, ihre kleinen Roboter auch im industriellen Maßstab herzustellen.

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Winzige Zellen sammeln Daten

Die winzigen Roboter sind so klein, dass sie den Molekülen der Flüssigkeit, in der sie ausgesetzt werden, komplett ausgeliefert sind. Zu versuchen sie zu steuern ist von vornherein zum Scheitern verurteilt. Allerdings können sie passiv in der Flüssigkeit schweben und Daten über ihre unmittelbare Umgebung sammeln, die auch recht lange gespeichert werden können. Die kleinen Roboter können nach einer Weile aus der Flüssigkeit gefiltert werden und anschließend analysiert werden, um etwa Daten über Wasserqualität oder Biomarker im menschlichen Blut zu liefern.

Problematisch war jedoch die Herstellung der Roboter. Diese musste von Hand geschehen, was ein sehr zeitaufwändiger Prozess ist. Das Team hat sich Gedanken über die Herstellung gemacht und ein Verfahren namens Autoperforation entwickelt, bei dem Graphen zum Einsatz kommt.

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Neues Verfahren für die Massenproduktion

Bei dem Verfahren werden die Bauteile mit einem Polymer ummantelt und von einem Spezialdrucker auf ein Graphenblatt aufgebracht. Anschließend wird ein weiteres Blatt Graphen von oben auf die Bauteile gelegt. Das Graphen wird dann mit Krafteinwirkung zerbrochen. Dabei bricht das Material an den Stellen rund um die Bauteile. Zurück bleiben kleine zellgroße Roboter, die komplett von Graphen ummantelt sind.

„ This general procedure of using controlled fracture as a production method can be extended across many length scales. It could potentially be used with essentially any 2D materials of choice, in principle allowing future researchers to tailor these atomically thin surfaces into any desired shape or form for applications in other disciplines„, so Albert Liu, Koautor der entsprechenden Studie.

Die kleinen Roboter können Informationen in einem Speicher sichern, der anschließend ausgelesen und wieder gelöscht werden kann. Als Test haben die Forscher die Buchstaben M, I und T in dem Speicher codiert und gezeigt, dass dies auch nachdem der Roboter mehrere Monate lang in Wasser schwebte noch ausgelesen werden kann. Die Datensicherung kommt dabei komplett ohne Energie aus.

Die Forscher hoffen, in Zukunft winzige Roboter in Massenproduktion herstellen zu können, die Einsatz in der Medizin oder Umwelttechnik finden können.

via MIT