Des scientifiques développent des robots à la taille d'une cellule pour détecter les maladies tout en flottant dans le sang

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont mis au point une nouvelle méthode permettant de produire en masse de petits robots ne dépassant pas une cellule.

Les dispositifs microscopiques, que l’équipe appelle «syncells» – des cellules synthétiques – pourraient éventuellement être utilisés pour surveiller les conditions à l’intérieur d’un pipeline de pétrole ou de gaz, ou pour rechercher une maladie tout en flottant dans le sang, affirment les chercheurs.

L’équipe a pu fabriquer ces minuscules dispositifs en grande quantité grâce à une méthode développée pour contrôler le processus de fracturation naturelle des matériaux fragiles et atomiquement minces, en dirigeant les lignes de fracture de manière à produire des minuscules poches de taille et de forme prévisibles.

Ces circuits contiennent des circuits électroniques et des matériaux capables de collecter, d’enregistrer et de sortir des données. Ce processus, appelé «autoperforation», a été découvert par le professeur MIT Michael Strano, l'étudiant en post-doctorat Pingwei Liu, l'étudiant diplômé Albert Liu et huit autres.

Le système utilise une forme de carbone à deux dimensions, appelée graphène, qui forme la structure externe des minuscules syncellules.

Une couche du matériau est déposée sur une surface, puis de minuscules points d'un matériau polymère, contenant les composants électroniques des dispositifs, sont déposés par une version de laboratoire d'une imprimante à jet d'encre. Ensuite, une deuxième couche de graphène est déposée sur le dessus.

Le nouveau système contrôle le processus de fracturation de sorte que, plutôt que de générer des fragments aléatoires de matériau, comme les restes d’une fenêtre cassée, il produise des pièces de forme et de taille uniformes.

"Ce que nous avons découvert, c'est que vous pouvez imposer un champ de contrainte pour guider la fracture et que vous pouvez l'utiliser pour une fabrication contrôlée", a déclaré Strano.

Lorsque la couche supérieure de graphène est placée sur la série de points de polymère, qui forment des piliers ronds, les endroits où le graphène se drape sur les bords arrondis des piliers forment des lignes de contrainte élevée dans le matériau.

En conséquence, les fractures sont concentrées le long de ces limites, puis le graphène se fracture complètement, mais la fracture sera guidée à la périphérie du pilier. "

Le résultat est un morceau de graphène net et rond qui semble avoir été découpé proprement par une perforatrice microscopique.

D'une taille allant de celle d'un globule rouge humain, d'environ 10 micromètres à la fois, ces objets minuscules "commencent à ressembler et se comportent comme une cellule biologique vivante. En fait, au microscope, vous pourriez convaincre la plupart des gens qu'il s'agit d'une cellule ", a ajouté Strano.

"Je pense que cela ouvre une nouvelle boîte à outils pour la micro et la nanofabrication."

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