Како "молекуларни Легос" отварају врата правој нанотехнологији

Реклама

Роботи су кул. Роботи који раде на молекуларном нивоу? Они су још хладнији - и нема ограничења за оно што би могли да постигну.

Док је наука била фасцинирана невероватно малим грађевинским блоковима света стотинама година, тек од тада 1980-их да су научно разумевање и технолошки развој заиста омогућили да нанонаука буде активно поље истраживања.

Навикли смо да размишљамо о импресивним роботима као да су невероватно велики или невероватно сложени, али нови и узбудљив развој оставио је нанороботику спремну да потпуно редефинише многе области науке и технологије.

Колико смо мали, тачно?

Нанороботика се бави материјалима на молекуларном нивоу и мањим, што значи да нанороботи раде са појединачним атомима, протеинима, молекулима и ћелијама.

Један од најлакших начина да се разуме зашто је нанонаука толико важна јесте да се сви ти наноскопски атоми посматрају као ЛЕГО блокови.

Слично као ЛЕГО, атоми и молекули се могу комбиновати на безброј начина да би се створило било шта у природном свету, а овај капацитет отвара врата утицају на буквално сваки аспект наших живота.

Ако ЛЕГО аналогија не функционише, „Микроботови“ Биг Хероја 6 су још један прилично добар начин за концептуализацију нанороботи – само запамтите да су нанороботи неколико милиона пута мањи од фиктивних мицроботс!

Шта раде нанороботи?

Нанотехнологија нам је већ омогућила да направимо јаче и издржљивије материјале манипулацијом молекуларних структура, и је покретачка снага многих модерних технологија (укључујући пластичну фолију која чини ваш лаптоп или телефон екран!).

Нанороботичко истраживање има другачији фокус, а његове примене су много узбудљивије.

Недавна открића у истраживању су створила нанороботе који су у стању да обављају високо специјализоване функције на наноскопском нивоу. Неки нанороботи делују као прекидачи, други као пумпе, а трећи као мотори који могу да покрећу тог наноробота кроз свемир и кроз течност.

Ове варљиво једноставне молекуларне машине се могу користити за прављење прилагођених полипептида од аминокиселина; користе пажљиво временске хемијске реакције да „шетају“ кроз окружења која су сувише мала или превише непријатељска за друге механизме; и делују као пут за пренос кључних молекула са једног места на друго.

Многе примене наноробота већ редефинишу технологију, медицину и науку о животној средини — а нанороботи су заиста у повоју када се узме у обзир све што би могли да постигну у будућност!

Како изгледа будућност наноробота?

Наноробот Цомпутерс

Прекидачи за нанороботе су у развоју од 1994. који су осетљиви на светлост и хемикалије, дајући креаторима утицај на то када (или не) обављају своју предвиђену функцију.

Још једна одлична примена прекидача? Основни рачунарски задаци.

Тренутно, истраживачи раде на кодирању информација у нанороботима на исти начин као у већем рачунару. Нанороботи су већ могли да изведу задаци складиштења/преузимања меморије на основном нивоу, али у блиској будућности ова технологија ће се користити за креирање меморијских ћелија високе густине које могу да складиште невероватно велике количине информација у невероватно малом физичком простору.

Лечење рака нанороботима

Нанотехнологија мења медицину Како нанотехнологија мења будућност медицинеПотенцијал за нанотехнологију је без преседана. Прави универзални састављачи ће увести дубоку промену у људском стању. Наравно, предстоји још дуг пут. Опширније , и брзо се мења. Нанороботи нуде лекарима шансу да лече болести на њиховом молекуларном извору, а ова прилика је без премца ни за један лек на тржишту.

Наноробот прекидачи који су осетљиви на одређену таласну дужину светлости разматрају се за употребу у лечењу рака. Један потенцијални третман је превише опасан да би се користио у свом тренутном облику, јер не може да разликује ћелије рака и неканцерозне ћелије.

Боровиак ет ал сугеришу да ако је нанороботски прекидач осетљив на светлост укључен у третман, подручје од само 10 микрометара широко би могло бити циљано извором светлости. Светлост би проузроковала да се прекидач наноробота „окрене“, активирајући једињење на начин који би елиминисао само циљане ћелије рака, док би здраве ћелије могле да преживе. Још најбоље, ако би ови прекидачи били за вишекратну употребу, то би могло увелико смањити количину инвазивних процедура са којима би се неко ко је подвргнут третману рака морао суочити!

Наноробот, М.Д.

Још један узбудљив медицински потенцијал се у великој мери ослања на моторе наноробота који се могу контролисати са удаљености да би испоручили лекове на тачну локацију у телу. Ови мотори се обично праве стварањем хемијске реакције која покреће робота кроз течност. До недавно, ови мотори су се често ослањали на хемијске реакције које нису биле безбедне за људску употребу.

Најновија достигнућа у моторима наноробота од Гао ет ал учинили су их много сигурнијим! Мали мотори наноробота могу се створити реакцијом цинк језгра мотора наноробота у облику цеви са стомаком киселина – безбедна хемијска реакција која може омогућити брзо испоруку лекова у слузокожу желуца. До сада је овај поступак тестиран само на пацовима, али досадашње студије обећавају.

Такође се развијају магнетни нанороботи који могу брзо (за неколико секунди!) да испоруче лекове кроз крвоток уз помоћ магнетног поља (приказано у видеу испод)

Нанороботи у животној средини

Многа истраживања наноробота фокусирају се на смањење процеса, али постоји једнака вредност у посматрању њиховог утицаја и на макро скали. Стотине хиљада микроскопских наноробота који раде заједно у координисаним напорима могу бити наша једина нада да чување животне средине 5 начина на који ће технологија спасити животну срединуТехнологија се често доживљава као негативац против екологије – али да ли сте знали да се напредна технологија користи управо сада, у најсавременијој заштити? Опширније .

Значајна количина истраживања нанотехнологије животне средине фокусирана је на то да ли нанороботи могу бити од помоћи у поправљању загађења. Загађење је достигло ниво кризе на местима као што је Кина, а нанороботи довољно лагани да се подигну у ваздух би могли заробити загађиваче на наноскопском нивоу, или бити распоређени у фабрикама које производе емисије како би се зауставило загађење на свом извор.

Слично томе, постоји нада да ће се развити нанороботи који се могу масовно пуштати у борбу против катастрофа попут изливања нафте. Кроз недавни рад на подучавању нанобота да делују колективно, могуће је да сваки мотор наноробота може да се носи са појединачних молекула уља док раде заједно са свим осталим наноботима који су пуштени за исто сврха.

Последња невероватна прилика која се представља са нанотехнологијом у природном окружењу је њихов потенцијал за стварање чисте воде за пиће. Многа подручја на Земљи тренутно пате од недостатка свеже, безбедне воде за пиће - проблем који би нанороботи могли да реше. Сасвим је могуће да ће нанороботи моћи да елиминишу бактерије и друге загађиваче из нечистих извора воде, потенцијално спасивши огроман број живота.

Има доста послове које ће преузети роботи Шта се дешава када роботи могу да обављају све послове?Роботи постају све паметнији – шта се дешава када сваки посао могу да раде боље и јефтиније од људи? Опширније , али људи више нису довољни када је у питању посао који треба да се обави у животној средини, тако да је узбудљиво видети да се цела ова област може ревитализирати кроз нанотехнологију!

Нанороботи у спорту

Научници су моји омиљени људи. Они једноставно јесу.

Научници са Националног института за науку и технологију (НИСТ) су развили нанороботе који могу да играју солидну фудбалску игру користећи зрно пиринча као поље и лопту чија је ширина мања од људске косе као лоптица. Нанороботи се контролишу магнетним пољима или електронским сигналима и направљени су од материјала као што су алуминијум, злато и силицијум.

Волео бих да верујем да је то био њихов крајњи циљ, али истина је да овакве игре помажу научницима да мере за шта су нанороботи способни (укључујући агилност, маневрисање и одзив) и да фино подесе своје дизајн.

Шта је још на Хоризонту?

Један од најузбудљивијих делова нанотехнологије је да, што се науке тиче, једва смо загребали њен потенцијал у последњих тридесет и кусур година.

Размишљање о потенцијалном обиму утицаја који би ови нанороботи могли да имају је инспиративно, невероватно... и помало застрашујуће. Ту има пуно антироботско расположење у свету Пропаст ХитцхБота доказује да САД нису спремне за роботе Опширније , а дефинитивно се протеже и на нанороботе. Критичари нанотехнологије често изражавају забринутост да се нанороботи користе да негативно утичу на здравље људи и њихов потенцијал као оружја.

Ове критике су валидне и биће важно осигурати да се моћи нанотехнологије користе за добро, а не за зло.

Међутим, у овом случају, зар добро које нанороботи могу произаћи за људско здравље, технологију, животну средину и микроскопске спортове дефинитивно не надмашује ризике?

Шта мислите шта ће бити најузбудљивија употреба нанотехнологије? Да ли сте забринути у вези са његовом употребом?

Кредит за слику: Лего ДНК Мицхаел Кновлес преко Флицкр-а, Мирекон преко Схуттерстоцк.цом; ктсдесигн преко Схуттерстоцк.цом