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펜실베니아 주립대학교(Pennsylvania State University) 연구팀이 초음파에 의해 조종되며, 붐비는 환경에서 세포 및 미세입자 주위로 이동이 가능한 미세모터를 개발함.

연구원들은 미세모터를 사용하여 인접 입자와 세포를 방해하지 않고 수성 매체에서 개별 실리카 입자와 HeLa세포를 밀어넣는데 성공함. 또한 미세모터를 제어하여 마이크로 블록과 계단을 올라가는 등 3차원 장애물이 있음에도 이들 위로 움직일 수 있는 능력을 보여줌. 미세모터는 금으로 코팅되어있으며, 가운데가 비어있는 반캡슐형 중합체 구조로, 작은 마그네틱 니켈 조각이 들어있어 자석으로 방향을 조절할 수 있음. 내부 표면은 소수성으로 처리되어 물에 잠길 때 기포가 마이크로 모터 내부에 자발적으로 형성됨. 이 기포로 인해 미세모터가 초음파에 반응할 수 있게 됨. 초음파가 부딪히면 기포가 미세모터 내부에서 진동하여 초기 움직임을 추진하는 힘을 생성함. 이 미세모터의 움직임을 유지하기 위해 연구원들은 외부 자기장을 적용함. 자기장의 방향을 변경함으로써 연구자들은 다른 방향으로 미세모터를 조종하고 속도를 변경할 수 있음.

연구팀은 추후 미세모터의 개선을 위해, 생분해성 폴리머로 모터를 제작하는 방법과, 니켈을 산화철과 같은 독성이 적은 자성 물질로 대체하는 등 생체 적합성을 높이는 연구를 진행할 계획임.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ 지에 게재됨