Crean cilios artificiales para microrrobots

Los cilios son estructuras biológicas de tamaño micrométrico bastante comunes. Sin ir más lejos, sus característicos movimientos de vibración tridimensionales desempeñan funciones indispensables en el cuerpo.

En el cerebro humano, el movimiento ciliar es crucial para la maduración neuronal; en los pulmones, es esencial para la limpieza de las vías respiratorias; y en el sistema reproductivo, los cilios transportan gametos. Por otro lado, los cilios dañados o deteriorados pueden provocar trastornos del desarrollo neurológico, disfunción respiratoria, infertilidad o malformaciones embrionarias.

Unos científicos han creado ahora cilios artificiales a base de hidrogel. El equipo de investigación y desarrollo lo componen investigadores del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Stuttgart, Alemania; la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong en China; y la Universidad Koç de Estambul en Turquía.

Aplicándoles un campo eléctrico, estos cilios artificiales (microactuadores) pueden moverse individualmente o en grupos.

Microrrobot

Cada microactuador, que también podría definirse como un microrrobot, mide tan solo 18 micrómetros de longitud y tiene un diámetro de aproximadamente 2 micrómetros, o sea que es casi tan pequeño como un cilio natural.

El equipo colocó cientos de cilios artificiales sobre un sustrato flexible en forma de lámina y que contiene electrodos integrados. Alrededor de cada cilio, fueron colocados cuatro pequeños electrodos. Al activarse, los electrodos crean un campo eléctrico que provoca el movimiento de los iones dentro del hidrogel. Esta migración controlada de iones es lo que pone en movimiento a los cilios.

Dependiendo de cómo se utilicen los electrodos, los cilios del hidrogel pueden doblarse o girar. Al activar los electrodos de un lado, se empujan los iones en esa dirección, haciendo que el cilio se doble hacia ese lado. Para que el cilio gire, los cuatro electrodos se activan en secuencia, lo que hace que los iones se muevan en una trayectoria circular. El cilio sigue este movimiento y gira suavemente de manera tridimensional.