Krebszellen-Killer?

Winziger Roboter lässt sich per Magnet steuern

Flattern, Kopf einziehen, zur Seite gleiten: Forscher in der Schweiz haben einen Vogel-ähnlichen Mikroroboter entwickelt, der dank Nanomagneten in seinen Bauteilen verschiedene Bewegungen ausführen kann. Was wie eine Spielerei klingt, ist ein wichtiger Schritt hin zu winzigen Robotern, die medizinische Aufgaben erfüllen könnten.

Der Roboter erinnert an einen Origami-Vogel und misst nur wenige Mikrometer, wie die Forschenden um Laura Heyderman vom Paul Scherrer Institut (PSI) und der ETH Zürich am Mittwoch mitteilten. Das Besondere an ihm: Seine Bauteile bestehen aus Nanometer-kleinen Kobaltmagneten auf dünnen Schichten von Siliziumnitrid. Die Nanomagnete lassen sich immer wieder neu programmieren, sodass sie unter Einfluss eines Magnetfelds verschiedene Bewegungen ausführen.

Immer wieder neu programmierbar
„Diese Bewegungen des Mikroroboters spielen sich im Bereich von Millisekunden ab“, so Heyderman. „Das Programmieren der Nanomagnete geschieht dagegen innerhalb weniger Nanosekunden.“ Der Mikro-Vogel kann daher flattern, rütteln, sich umdrehen, zur Seite gleiten, den Hals krümmen und den Kopf einziehen.

Laura Heyderman (links) und Tian-Yun Huang (Mitte) betrachten ein Modell des Origami-Vogels, während Jizhai Cui den echten Mikroroboter unter einem Mikroskop beobachtet.

(Bild: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic)

Bei der Entwicklung des Teams steht allerdings weniger die Form der Mikromaschine im Mittelpunkt als vielmehr das neuartige Konzept, um nicht nur Informationen für eine einzelne bestimmte Aktion in Mikro- oder Nanorobotern zu speichern, sondern immer wieder neue zu programmieren, hieß es.

Künftiger Krebszellen-Killer?
„Es ist vorstellbar, dass in der Zukunft eine autonome Mikromaschine durch menschliche Blutgefäße navigiert und biomedizinische Aufgaben wie das Abtöten von Krebszellen übernimmt“, sagte Bradley Nelson von der ETH Zürich, der ebenfalls an der Entwicklung beteiligt war.

Auch andere Anwendungen wie flexible Mikroelektronik, Mikrolinsen, die ihre optischen Eigenschaften verändern, oder Oberflächen, die steuerbar einmal wasserabweisend, einmal benetzbar sind, seien möglich.