„Eine verrücktere Story hätten sich selbst Science-Fiction-Autoren nicht ausdenken können“, meinen Forschende vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) und am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (MPI-FKF). die Mikroroboter, die durch Blut oder andere Flüssigkeiten in unserem Körper strömen, Licht als Antrieb nutzen, Medikamente transportieren und an Ort und Stelle absetzen. Was wie eine weit hergeholte Fantasiegeschichte klingt, ist jedoch die Kurzzusammenfassung einer Forschungsarbeit, die im renommierten Fachjournal Science Robotics veröffentlicht wurde. Die in dem Projekt vorgestellten Mikroschwimmer haben das Potenzial, eines Tages Aufgaben in lebenden Organismen oder biologischen Umgebungen zu erfüllen, die ansonsten schwer zugänglich sind. Noch weiter in die Zukunft gedacht, könnten die Schwimmer eines Tages helfen, Krebs oder andere Krankheiten gezielt zu behandeln.

In ihrer Forschungsarbeit „Light-driven carbon nitride microswimmers with propulsion in biological and ionic media and responsive on-demand drug delivery“ stellen Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS) und am benachbarten Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (MPI-FKF) organische Mikropartikel vor, die sie durch natürliche Flüssigkeiten und verdünntes Blut auf bisher ungeahnte Weise steuern können.

Derart vielseitige Mikroschwimmer zu entwerfen und herzustellen schien bislang unmöglich. Die Fortbewegung durch Lichtenergie wird durch Salze, die im Wasser oder Körper zu finden sind, behindert. Das erfordert ein ausgeklügeltes Design, was die Anwendung teuer und komplex macht, und es so schwierig wird, sie in größerer Menge herzustellen. Auch die Steuerung der Roboter von außen ist komplex und kostspielig. Eine weitere Königsdisziplin im Bereich der Nanorobotik ist die kontrollierte Frachtaufnahme und -abgabe an Ort und Stelle, wie etwa für den gezielten Medikamententransport und -einsatz.

Die Wissenschaftler*innen verwendeten für ihre Experimente ein poröses Kohlenstoffnitrid (CNx), das aus organischen Stoffen wie zum Beispiel Harnstoff künstlich hergestellt werden kann. Ähnlich wie die Solarzellen einer Photovoltaikanlage absorbiert das Kohlenstoffnitrid Licht, das dann die Energie liefert, um den Roboter vorwärts zu bewegen, wenn Licht auf die Partikeloberfläche strahlt.

Noch weiter in die Zukunft gedacht, könnten die Schwimmer eines Tages helfen, Krebs oder andere Krankheiten gezielt zu behandeln. so die Forscher.

Originalarbeit: Light-driven carbon nitride microswimmers with propulsion in biological and ionic media and responsive on-demand drug delivery, 

Quelle: MPI-IS