Nanomotorai - medicinos ateitis

Tikrą proveržį medicinoje gali suteikti įvairūs nanotechnologiniai prietaisai ir šiandien tokių miniatiūrinių prietaisų jau yra nemažai, tačiau efektyvus tokių prietaisų maitinimo šaltinis dar nėra sukurtas. Kembridžo mokslininkai šiek tiek užpildė šios srities spragas ir pristatė miniatiūrinius variklius, kurie veikia iš išorinio šviesos šaltinio.

Nanovariklio veikimas primena spyruoklės veikimą, pats variklis susideda iš aukso nanodalelių, kurias laiko polimerinė gelio pavidalo medžiaga, reaguojanti į temperatūros svyravimus. Kai medžiaga kaitinama lazeriu, drėgmė aktyviai išgaruoja, medžiaga pradeda trauktis (tarsi spyruokliuotų) – dėl to nanovariklis kaupia šviesos energiją ir ją saugo. Išjungus šviesos šaltinį – šiuo atveju lazerį – medžiaga pradeda vėsti ir aktyviai sugerti drėgmę. Dėl to išsiskiria sukaupta energija, o aukso dalelės sustiprina sukuriamos jėgos poveikį.

Kembridžo specialistų sukurtus prietaisus galima palyginti su mažyčiais povandeniniais laivais iš filmo „Fantastiška kelionė“, kuriuose mini povandeniniai laivai keliavo per žmogaus kūną, kad pašalintų kraujo krešulį iš kraujagyslių. Be to, nanomotoriai turi gana didelę jėgą, palyginti su savo svoriu, ir, kaip ir skruzdėlės, gali perkelti didelius „krovinius“.

Kūrėjai pastebi, kad medžiagos plėtimasis išjungus šviesos šaltinį įvyksta itin greitai, tai galima palyginti su mikroskopiniu sprogimu. Šį efektą sukelia tam tikros jėgos, atsirandančios tarp medžiagos molekulių. Tokios jėgos mikroskopiniu lygmeniu pasireiškia gana stipriai, o normaliomis sąlygomis jos beveik nepasireiškia. Ekspertai pažymėjo, kad būtent tokios jėgos padeda gekonams lipti vertikaliais paviršiais, taip pat ir aukštyn kojomis – milijardai mažų plaukelių ant jų galūnių paviršiaus jiems padeda tai padaryti.

Kaip minėta, nanomotorius kaupia šviesos energiją, kurios didžioji dalis paverčiama traukos energija tarp gelio molekulių ir aukso dalelių. Kai traukos energija nutrūksta, aukso išlaisvinimo jėga yra kelis kartus didesnė nei įprasto medžiagos suspaudimo. Pasak mokslininkų, šiandien nanomotoriaus trūkumas yra tas, kad energija išlaisvinama vienu metu visomis kryptimis, ir dabar mokslininkų grupės pastangos yra nukreiptos į tai, kad būtų rastas būdas nukreipti energijos srautą viena, norima kryptimi.

Jei mokslininkai pasieks savo tikslą ir sugebės kontroliuoti išskiriamos energijos srautą nanomotoriuose, tokie įrenginiai galėtų būti naudojami nanorobotams, kurie tiekia vaistus į pažeistus organus ar sritis, valdyti, taip pat nuotoliniu būdu valdomiems instrumentams, naudojamiems mikrochirurgijos metu.

Kembridžo komanda šiuo metu kuria nanomotoriais pagrįstus valdomus siurblius ir vožtuvus lustams, naudojamiems biosensoriuose ir diagnostinėje įrangoje.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]