Nanomotoarele sunt viitorul medicinei

O adevărată descoperire în medicină poate fi oferită de diverse nanodispozitive, iar astăzi există deja o serie de astfel de dispozitive miniaturale, dar o sursă eficientă de alimentare pentru astfel de dispozitive nu a fost încă dezvoltată. Oamenii de știință de la Cambridge au umplut puțin lacunele din acest domeniu și au prezentat motoare miniaturale care funcționează de la o sursă de lumină externă.

Funcționarea nanomotorului seamănă cu acțiunea unui arc, motorul în sine fiind alcătuit din nanoparticule de aur care sunt fixate de o substanță polimerică asemănătoare unui gel, care reacționează la fluctuațiile de temperatură. Când substanța este încălzită de un laser, umezeala se evaporă activ, substanța începe să se contracte (ca și cum ar fi sărită) - ca urmare, nanomotorul acumulează energie luminoasă și o stochează. După oprirea sursei de lumină - în acest caz, laserul - substanța începe să se răcească și să absoarbă activ umezeala. Energia acumulată este eliberată ca rezultat, iar particulele de aur servesc la creșterea efectului forței create.

Dispozitivele dezvoltate de specialiștii de la Cambridge pot fi comparate cu minusculele submarine din filmul „Călătorie fantastică”, în care mini-submarine călătoreau prin corpul uman pentru a elimina un cheag de sânge din vase. În plus, nanomotoarele au o forță destul de mare în raport cu propria greutate și, la fel ca furnicile, sunt capabile să miște „încărcături” mari.

Dezvoltatorii observă că expansiunea substanței după oprirea sursei de lumină are loc extrem de rapid, ceea ce poate fi comparat cu o explozie microscopică. Acest efect este cauzat de anumite forțe care apar între moleculele substanței. Astfel de forțe au o manifestare destul de puternică la nivel microscopic, în timp ce în condiții normale aproape că nu se manifestă. Experții au remarcat că tocmai astfel de forțe ajută șopârlele gecko să urce pe suprafețe verticale, precum și cu susul în jos - miliarde de fire de păr mici de pe suprafața membrelor lor le ajută în acest sens.

După cum s-a menționat, nanomotorul acumulează energie luminoasă, cea mai mare parte fiind transformată în energie de atracție între moleculele de gel și particulele de aur. Atunci când energia de atracție este întreruptă, forța de eliberare datorată aurului este de câteva ori mai mare decât cea a compresiei convenționale a materialului. Potrivit oamenilor de știință, dezavantajul nanomotorului de astăzi este că energia este eliberată simultan în toate direcțiile, iar acum eforturile grupului științific vizează găsirea unei modalități de a direcționa fluxul de energie într-o singură direcție dorită.

Dacă oamenii de știință își ating obiectivul și sunt capabili să controleze fluxul de energie eliberată în nanomotoare, astfel de dispozitive ar putea fi folosite pentru a controla nanoboții care livrează medicamente organelor sau zonelor afectate, precum și pentru instrumentele controlate de la distanță utilizate în timpul microchirurgiei.

Echipa de la Cambridge dezvoltă în prezent pompe și valve controlate pe bază de nanomotoare pentru cipuri utilizate în biosenzori și echipamente de diagnosticare.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]