موچین های نوری ساخته شده از نور لیزر ممکن است اجسام ریز بیولوژیکی را بگیرد و بچرخاند

موچین های نوری ساخته شده از نور لیزر ممکن است اجسام ریز بیولوژیکی را بگیرد و بچرخاند

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

می‌توانیم کیفیت و تازگی میوه‌ها و سبزیجات را با انگشتان خود آزمایش کنیم و حتی ربات‌های صنعتی سال‌هاست که در کاربردهای لمسی با موفقیت عمل می‌کنند.

اما چگونه می توان اشیایی را به پهنای یک موی انسان گرفت و چرخاند - پروفسور دکتر الکساندر رورباخ از گروه مهندسی میکروسیستم های دانشگاه فرایبورگ و تیمش اکنون مطالعه ای در مورد این سوال در مجله Nature Communications منتشر کرده اند. کار آنها نشان می دهد که چگونه چندین موچین نوری ساخته شده از نور لیزر بسیار متمرکز، روزی می توانند خوشه های سلولی را به شیوه ای کنترل شده گرفته و آنها را در هر جهت دلخواه بچرخانند. این امر به اشیاء ریز مانند تومورهای مینیاتوری اجازه می دهد تا به طور خاص زیر میکروسکوپ بررسی شوند.

انگشتان ساخته شده از نور لیزر

در آزمایشگاه، انگشتان چنگنده مربوط به موچین های نوری هستند که از نور لیزر بسیار متمرکز تولید می شوند. مزیت متمایز موچین های سبک این است که بر خلاف موچین های مکانیکی، می توانند نیرو یا گشتاور را حتی در هنگام چنگ زدن به اجسام شفاف اعمال کنند.

موچین‌های نوری هولوگرافیک رایانه‌ای که قادر به فوکوس کردن پیکسل به پیکسل نور لیزر در پیکربندی‌های دلخواه و چندگانه هستند، سال‌هاست که برای کنترل موقعیت چندین انگشت درگیر نور به طور همزمان در فضای سه‌بعدی استفاده می‌شوند.

این روش تقریباً دو دهه است که در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی وجود دارد، اما قادر به اعمال نیرو و گشتاور بر روی اجسام بزرگ‌تر، یعنی مواردی با قطر بزرگ‌تر از 1/10 میلی‌متر نیست.

موچین ها با مشکلاتی مواجه می شوند زیرا اجسام بسیار بزرگ و تنبل هستند که نمی توانند به صورت دلخواه و پایدار در محلول آبی بچرخند، زیرا موچین های نوری یا به اندازه کافی قوی نیستند یا موقعیت مناسبی برای گرفتن پیدا نمی کنند و بنابراین می لغزند. شایان ذکر است، دلیل اینکه آنها نتوانستند بهترین موقعیت گرفتن را پیدا کنند این است که اصلاً به دنبال آن نمی‌گردند، بلکه کورکورانه با تکیه بر توانایی محققانی که تلاش می‌کنند موچین‌های نوری را قرار دهند، آن را می‌گیرند.

مفهوم موچین نوری غیر کور

رورباخ توضیح می‌دهد: «موچین‌های غیرکور با اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل نور پراکنده شده بر روی جسم، آنچه را که در حال چنگ زدن هستند، می‌بینند. ما اشیاء مختلف را با چشمان خود می بینیم زیرا نور خورشید یا نور داخل خانه بر روی آنها پراکنده شده و در شبکیه چشم ما تکثیر می شود. موچین لیزری می تواند از طریق اشیاء شفاف چنگ بزند. با این حال، اشیاء تحقیقاتی بیولوژیکی که دانشمندان زیر میکروسکوپ مطالعه می‌کنند، مانند خوشه‌های سلولی مانند تومورهای مینیاتوری یا جنین‌های کوچک مگس، کاملاً شفاف نیستند، اما مانند شیشه‌های مات در پنجره حمام عمل می‌کنند، جایی که نور پس از انتقال منتشر می‌شود و بنابراین تجزیه و تحلیل آن دشوار است. .اتری