Nanomotori ir medicīnas nākotne

Īstu izrāvienu medicīnā var sniegt dažādas nanoierīces, un mūsdienās jau ir vairākas šādas miniatūras ierīces, taču efektīvs barošanas avots šādām ierīcēm vēl nav izstrādāts. Kembridžas zinātnieki ir nedaudz aizpildījuši robus šajā jomā un prezentējuši miniatūrus dzinējus, kas darbojas no ārēja gaismas avota.

Nanomotora darbība atgādina atsperes darbību, pats motors sastāv no zelta nanodaļiņām, kuras notur polimēra želejveida viela, kas reaģē uz temperatūras svārstībām. Kad viela tiek uzkarsēta ar lāzeru, mitrums aktīvi iztvaiko, viela sāk sarauties (it kā atsperotos) - rezultātā nanomotors uzkrāj gaismas enerģiju un to uzglabā. Pēc gaismas avota - šajā gadījumā lāzera - izslēgšanas viela sāk atdzist un aktīvi absorbēt mitrumu. Rezultātā tiek atbrīvota uzkrātā enerģija, un zelta daļiņas kalpo, lai palielinātu radītā spēka iedarbību.

Kembridžas speciālistu izstrādātās ierīces var salīdzināt ar sīkajām zemūdenēm no filmas “Fantastiskais ceļojums”, kurās mini zemūdenes pārvietojās caur cilvēka ķermeni, lai no asinsvadiem izvadītu asins recekli. Turklāt nanomotoriem ir diezgan liels spēks attiecībā pret savu svaru, un tie, tāpat kā skudras, spēj pārvietot lielas “slodzes”.

Izstrādātāji norāda, ka vielas izplešanās pēc gaismas avota izslēgšanas notiek ārkārtīgi ātri, ko var salīdzināt ar mikroskopisku sprādzienu. Šo efektu izraisa noteikti spēki, kas rodas starp vielas molekulām. Šādiem spēkiem ir diezgan spēcīga izpausme mikroskopiskā līmenī, savukārt normālos apstākļos tie gandrīz neizpaužas. Eksperti atzīmēja, ka tieši šādi spēki palīdz gekonu ķirzakām kāpt gan pa vertikālām virsmām, gan kājām gaisā - miljardiem mazu matiņu uz to ekstremitāšu virsmas palīdz tām šajā procesā.

Kā minēts, nanomotors uzkrāj gaismas enerģiju, kuras lielākā daļa tiek pārvērsta pievilkšanās enerģijā starp gēla molekulām un zelta daļiņām. Kad pievilkšanās enerģija tiek pārrauta, zelta radītais atbrīvošanās spēks ir vairākas reizes lielāks nekā materiāla parastās saspiešanas spēks. Pēc zinātnieku domām, nanomotora trūkums mūsdienās ir tas, ka enerģija tiek atbrīvota vienlaicīgi visos virzienos, un tagad zinātniskās grupas centieni ir vērsti uz to, lai atrastu veidu, kā virzīt enerģijas plūsmu vienā, vēlamajā virzienā.

Ja zinātnieki sasniegs savu mērķi un spēs kontrolēt izdalītās enerģijas plūsmu nanomotoros, šādas ierīces varētu izmantot nanorobotu vadīšanai, kas piegādā zāles skartajiem orgāniem vai zonām, kā arī attālināti vadāmiem instrumentiem, ko izmanto mikroķirurģijas laikā.

Kembridžas komanda pašlaik izstrādā uz nanomotoriem balstītus vadāmus sūkņus un vārstus mikroshēmām, ko izmanto biosensoros un diagnostikas iekārtās.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]