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细菌推动3D打印在罗马萨皮恩扎大学研究

来源：narkii 浏览数：
责任编辑：传说的落叶时间：2017-11-30 16:46

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[导读]来自罗马萨皮恩扎大学的物理学家们利用自由游动的、光驱动的大肠杆菌来推动微小的3D打印微型马达，这一过程类似于流水旋转的水磨机。细菌，对全球生态至关重要，但也能引起生

来自罗马萨皮恩扎大学的物理学家们利用自由游动的、光驱动的大肠杆菌来推动微小的3D打印微型马达，这一过程类似于流水旋转的水磨机。

细菌，对全球生态至关重要，但也能引起生物疾病。有些细菌可以导致疾病甚至死亡，例如霍乱、梅毒、炭疽、麻风病、黑死病。但细菌也产生一些积极影响：肠道免疫、糖转化为乳酸，并改善消化。

令人兴奋的是，细菌可能很快就会在早餐之外变得有用，因为来自罗马萨皮恩扎大学的物理学家们使用了自由游泳、光驱动、基因工程的大肠杆菌来为微小的3D打印机器供电。这些机器有朝一日可能会被用于医疗任务，比如把药物送入人体。

在自然通讯杂志上发表的一项研究中，Sapienza的研究人员报告说，他们如何能够将一种含有数千种大肠杆菌的液体滴到一组微型分子上。

当其中的一些细菌在每一个微体的外缘上蚀刻出15个微室中的一个时，它们的鞭毛(尾巴)在微室外突出，细菌的运动导致微小的3D打印微动器旋转。

物理学家将这些微型电动机的细菌驱动运动与水磨机相结合，当水流过其叶片时旋转。

Sapienza和NANOTEC-CNR物理学教授罗伯托·迪·莱昂纳多（Roberto Di Leonardo）说，“我们的设计结合了高转速，与以前基于野生型细菌和扁平结构的尝试相比，波动幅度大大降低。”

“我们可以用光作为最终能源，产生独立控制的大型转子阵列。这些装置可以在收集和整理的单个细胞内微型生物医学实验室微型机器人一天的廉价和一次性执行机构服务。”

为了使电机正常工作，研究人员采取措施确保他们会永远旋转的正确方法当推进由细菌。要做到这一点，他们的3D印刷的微微在45°角度（最大化的总力矩），并用径向产生菌定向障碍坡道。

对于微加工系统被描述为一个“定制，双光子聚合设置“基于近红外飞秒光纤激光器。

在他们的细菌驱动系统的实验中，罗马的物理学家发现，当许多细菌被微电机捕获时，每分钟可以达到20转的转速。这个速度较低时，细菌较少拿起放在微。

研究人员还采取措施使他们的大肠杆菌尽可能高效。他们通过对大肠杆菌进行基因改造，使其在光的照射下游得更快。通过与不同的光照强度照明的3D打印的微特电机，研究人员可以控制自己的速度。

虽然系统使用的活的微生物作为驱动力，研究人员惊讶设法利用反馈算法的均匀照明系统每10秒保持电机可控性高。这种照明系统到位，物理学家发现，电机可以在速度最小变化同步。

Di Leonardo和他的团队认为，3D打印，细菌驱动电机可用于药物和货物交付医学领域内；他们将继续他们的研究是否能够成为现实。

该研究题为“由细菌驱动的轻量级3D微型马达”，由Di Leonardo，Gaszton Vizsnyiczai，Giacomo Frangipane，Claudio Maggi，Filippo Saglimbeni和Silvio Bianchi撰写。

cr. 3ders

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