Het is niet te zien met een menselijk oog. Het lijkt helemaal niet op C-3PO of R2-D2, of zelfs BB-8. Maar, hoe dan ook, het is een robot (allemaal 120 nm) en de makers van de Universiteit van Texas in San Antonio (UTSA) zijn nu wereldrecordhouders in het Guinness World Records voor het maken van de kleinste medische robot.

De serie nanorobots is gemaakt door Soutik Betal tijdens zijn promotieonderzoek in Electrical Engineering onder begeleiding van professoren Ruyan Guo en Amar S. Bhalla in de UTSA Department of Electrical and Computer Engineering, en ze zouden op een dag kunnen leiden tot enorme medische vooruitgang.

Guo legt uit, "In een notendop, we hebben nanocomposietdeeltjes ontwikkeld die op afstand kunnen worden bestuurd door een elektromagnetisch veld. Ze functioneren als extreem kleine robots die interageren met biologische cellen."

De nanocomposieten zijn gemaakt van twee verschillende soorten multifunctionele oxidematerialen in een "core and shell"-configuratie. De kern is magnetisch. Het verandert van 'vorm' als reactie op magnetische velden. De schaal is ferro-elektrisch. Het zet druk om in elektrische potentialen.

Het magneto-elasto-elektrische gekoppelde effect in de nanocomposieten werkt als armen en benen die het nanodeeltje bewegen om te interageren met gerichte biologische cellen. De nanorobots kunnen cellen verplaatsen om met elkaar uit te lijnen, cellen naar verschillende locaties duwen en mogelijk worden gebruikt om medicatie in een cel af te geven.

De experimentele demonstratie van de op afstand bestuurbare medische robot van UTSA werd eind 2016 uitgevoerd door Beta, die zijn proefschriftonderzoek deed in Guo en Bhalla's Multifunctional Electronics Materials and Devices Research Laboratory (MeMDRL). Terwijl de fabricage van kern-schaal gestructureerde materialen zijn ontwikkeld door middel van internationale onderzoeksuitwisselingen met medewerkers in Brazilië, het team ontdekte en Betal toonde aan dat de nanocomposieten permeabele beweging produceerden.

"We waren geïntrigeerd en in eerste instantie verbaasd over het feit dat nanodeeltjes groter dan de opening van de kanalen van een celmembraan daadwerkelijk binnen konden komen, ' zei Guo.

Het nanocomposietonderzoek profiteerde ook van de interdisciplinaire onderzoekssamenwerking van de MeMDRL met de faculteit in de UTSA-afdelingen voor biomedische technologie en natuurkunde en sterrenkunde. Het onderzoek werd mede mogelijk gemaakt door de National Science Foundation (Grant no. NSF 1002380), door het U.S. Department of Defense (Grant no. W911NF-12-1-0082) en door het UTSA Office of the Vice President for Research, Economische ontwikkeling en kennisonderneming.

Erkenning voor het werk begon toen begin dit jaar een studie werd gepubliceerd in Natuur — wetenschappelijke rapporten . De aanduiding Guinness Book of World Records volgde op de publicatie van het artikel.

De grootste beloningen, echter, misschien nog voor de kleine robots.

"Hun capaciteiten laten ruimte voor veel hoop, " Zei Guo. "Wij geloven dat kankercellen specifiek gericht kunnen zijn op behandeling, waardoor sommige chemotherapiebehandelingen niet meer nodig zijn, en slachtoffers van de ziekte van Alzheimer kunnen mogelijk speciale behandelingen krijgen door cellen die niet meer in de hersenen leven, op één lijn te brengen. Er is nog veel werk aan de winkel, maar we zijn erg blij met deze erkenning en het potentieel dat voor ons ligt."