Nanomotorji so prihodnost medicine

Pravi preboj v medicini lahko zagotovijo različne nanonaprave in danes že obstaja kar nekaj takšnih miniaturnih naprav, vendar učinkovit vir energije za takšne naprave še ni bil razvit. Znanstveniki iz Cambridgea so nekoliko zapolnili vrzeli na tem področju in predstavili miniaturne motorje, ki delujejo iz zunanjega vira svetlobe.

Delovanje nanomotorja spominja na delovanje vzmeti, sam motor je sestavljen iz zlatih nanodelcev, ki jih drži polimerna gelu podobna snov, ki reagira na temperaturna nihanja. Ko snov segrejemo z laserjem, vlaga aktivno izhlapeva, snov se začne krčiti (kot da bi vzmetla) - posledično nanomotor kopiči svetlobno energijo in jo shranjuje. Po izklopu svetlobnega vira - v tem primeru laserja - se snov začne ohlajati in aktivno absorbirati vlago. Posledično se sprosti akumulirana energija, zlati delci pa služijo povečanju učinka ustvarjene sile.

Naprave, ki so jih razvili strokovnjaki iz Cambridgea, lahko primerjamo z drobnimi podmornicami iz filma "Fantastično potovanje", v katerem so mini podmornice potovale skozi človeško telo, da bi odstranile krvni strdek iz žil. Poleg tega imajo nanomotorji precej veliko silo glede na lastno težo in so, tako kot mravlje, sposobni premikati velike "bremena".

Razvijalci ugotavljajo, da se širjenje snovi po izklopu svetlobnega vira zgodi izjemno hitro, kar lahko primerjamo z mikroskopsko eksplozijo. Ta učinek povzročajo določene sile, ki nastanejo med molekulami snovi. Takšne sile se na mikroskopski ravni precej močno manifestirajo, medtem ko se v normalnih pogojih skoraj ne manifestirajo. Strokovnjaki so ugotovili, da prav takšne sile pomagajo gekonskim kuščarjem pri plezanju po navpičnih površinah, pa tudi na glavo – pri tem jim pomagajo milijarde majhnih dlačic na površini okončin.

Kot je bilo omenjeno, nanomotor kopiči svetlobno energijo, ki se večinoma pretvori v energijo privlačnosti med molekulami gela in delci zlata. Ko se energija privlačnosti prekine, je sila sproščanja zaradi zlata nekajkrat večja kot pri običajnem stiskanju materiala. Po mnenju znanstvenikov je pomanjkljivost nanomotorja danes ta, da se energija sprošča hkrati v vse smeri, in zdaj so prizadevanja znanstvene skupine usmerjena v iskanje načina, kako usmeriti pretok energije v eno, želeno smer.

Če bodo znanstveniki dosegli svoj cilj in bodo sposobni nadzorovati pretok sproščene energije v nanomotorjih, bi se takšne naprave lahko uporabljale za nadzor nanobotov, ki dostavljajo zdravila prizadetim organom ali območjem, pa tudi za daljinsko vodene instrumente, ki se uporabljajo med mikrokirurgijo.

Cambridgeška ekipa trenutno razvija črpalke in ventile, ki temeljijo na nanomotorjih, za čipe, ki se uporabljajo v biosenzorjih in diagnostični opremi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]