Jak "Molekulární lega" otevírají dveře opravdové nanotechnologii

reklama

Roboti jsou v pohodě. Roboti, kteří pracují na molekulární úrovni? Ty jsou ještě chladnější - a není toho, co by mohli dosáhnout.

I když věda fascinovala neuvěřitelně malé stavební kameny světa po stovky let, je to teprve od té doby 80. léta, kdy vědecké porozumění a technologický rozvoj skutečně umožnily nanovědu být aktivním výzkumným oborem.

Jsme zvyklí myslet na působivé roboty jako na neuvěřitelně velké nebo neuvěřitelně složité, ale nové a vzrušující vývoj nechal nanorobotiku připravenou zcela předefinovat mnoho oblastí vědy a vědy technika.

Jak přesně mluvíme?

Nanorobotika se zabývá materiály na molekulární úrovni a menšími, což znamená, že nanoroboty pracují s jednotlivými atomy, proteiny, molekulami a buňkami.

Jedním z nejjednodušších způsobů, jak pochopit, proč je nanověda tak důležitá, je myslet na všechny tyto nanosskopické atomy jako bloky LEGO.

Podobně jako LEGO lze atomy a molekuly kombinovat nesčetnými způsoby, aby v přirozeném světě vytvořily cokoli, a tato kapacita otevírá dveře k doslovnému ovlivňování všech aspektů našeho života.

Pokud analogie LEGO nefunguje, MicroBots Big Hero 6 jsou dalším dobrým způsobem, jak konceptualizovat nanoroboty - pamatujte, že nanoroboty jsou několik milionůkrát menší než fiktivní mikroboty!

Co dělají nanoroboty?

Nanotechnologie nám již umožnila vyrábět pevnější a odolnější materiály manipulací s molekulárními strukturami a je hnací silou mnoha moderních technologií (včetně plastové fólie, která tvoří váš notebook nebo telefon) obrazovka!).

Nanorobotický výzkum má jiné zaměření a jeho aplikace jsou mnohem vzrušivější.

Nedávné objevy v oblasti výzkumu vytvořily nanoroboty, které jsou schopny vykonávat vysoce specializované funkce na nanoskopické úrovni. Některé nanoroboty fungují jako spínače, jiné jako čerpadla a ještě jiné jako motory, které mohou pohánět nanoroboty napříč vesmírem a kapalinou.

Tyto klamně jednoduché molekulární stroje mohou být použity k vytváření vlastních polypeptidů z aminokyselin; využívejte pečlivě načasované chemické reakce, aby „procházely“ prostředím příliš maličkým nebo příliš nepřátelským pro jiné mechanismy; a slouží jako cesta k přenosu klíčových molekul z jednoho místa na druhé.

Mnoho aplikací nanorobotů již předefinuje technologii, medicínu a environmentální vědu - a nanoroboty jsou opravdu v plenkách, když vezmete v úvahu vše, čeho by mohli dosáhnout budoucnost!

Jak vypadá budoucnost nanorobotů?

Počítače Nanorobot

Přepínače nanorobotů se vyvíjejí od roku 1994, které jsou citlivé na světlo a chemikálie, což dává tvůrcům vliv na to, kdy plní (nebo nejsou) vykonávat zamýšlenou funkci.

Další skvělá aplikace přepínačů? Základní výpočetní úlohy.

V současné době se vědci snaží kódovat informace v nanorobotech stejným způsobem jako ve větším počítači. Nanoroboty již dokázaly hrát úkoly ukládání / načítání paměti na základní úrovni, ale v blízké budoucnosti bude tato technologie použita k vytvoření paměťových buněk s vysokou hustotou, které mohou ukládat neuvěřitelně velké množství informací v neuvěřitelně malém fyzickém prostoru.

Léčba rakoviny Nanorobotu

Nanotechnologie mění medicínu Jak Nanotechnologie mění budoucnost medicínyPotenciál pro nanotechnologie je bezprecedentní. Opravdoví univerzální montéři budou ohlašovat hluboký posun v lidské kondici. Samozřejmě je ještě dlouhá cesta. Přečtěte si více , a to se rychle mění. Nanoroboty nabízejí lékařům šanci léčit nemoci u jejich molekulárního zdroje a tato příležitost není srovnatelná s jakýmkoli lékem na trhu.

Nanorobotové spínače, které jsou citlivé na určitou vlnovou délku světla, se zvažují pro použití při léčbě rakoviny. Jedna potenciální léčba je příliš nebezpečná pro použití v její současné podobě, protože nemůže rozlišovat mezi rakovinnými a nerakovinovými buňkami.

Borowiak a kol naznačují, že pokud by byl do léčby zahrnut spínač citlivý na světlo, mohl by se zdroj světla zaměřit na oblast o šířce až 10 mikrometrů. Světlo způsobí, že se nanorobotový přepínač „převrátí“ a aktivuje sloučeninu způsobem, který vylučuje pouze cílené rakovinné buňky a zároveň umožňuje přežít zdravé buňky. Nejlepší by však bylo, kdyby tyto přepínače byly opakovaně použitelné, mohlo by to výrazně snížit množství invazivních postupů, kterým by někdo, kdo podstupuje léčbu rakoviny, musel čelit!

Nanorobot, M.D.

Další vzrušující lékařský potenciál se silně spoléhá na nanorobotové motory, které lze ovládat z dálky, aby dodávaly léky na přesné místo v těle. Tyto motory jsou obvykle vyráběny vytvořením chemické reakce, která pohání robota kapalinou. Až donedávna se tyto motory často spoléhaly na chemické reakce, které byly pro lidské použití nebezpečné.

Poslední vývoj v oblasti nanorobotových motorů podle Gao a kol učinili je mnohem bezpečnějšími! Drobné nanorobotové motory lze vytvořit reakcí zinkového jádra ve tvaru zkumavky ve tvaru trubice nanorobotu se žaludkem kyselina - bezpečná chemická reakce, která může umožnit rychlé dodání léků do sliznice žaludku. Doposud byl tento postup testován pouze u potkanů, ale studie jsou zatím slibné.

Vyvíjejí se také magnetické nanoroboty, které mohou rychle (během několika sekund!) Dodávat léky krevním řečištěm pomocí magnetického pole (viz níže uvedené video)

Nanoroboty v životním prostředí

Mnoho výzkumů v oblasti nanorobotů se zaměřuje na zmenšení procesů, ale při hodnocení jejich vlivu na makroúrovni je stejná hodnota. Stovky tisíc mikroskopických nanorobotů spolupracujících v koordinovaném úsilí mohou být naší jedinou nadějí šetří životní prostředí 5 způsobů, jak Tech zachrání životní prostředíNa technologii se často pohlíží jako na darebáka proti ekologii - věděli jste však, že moderní technologie se právě teď používá při špičkové ochraně? Přečtěte si více .

Významné množství environmentálních nanotechnologických výzkumů je zaměřeno na to, zda mohou nanoroboty pomoci při odstraňování znečištění. Znečištění dosáhlo úrovně krize v místech, jako je Čína, a nanoroboty, které jsou dostatečně světlé, aby se zvedly do vzduchu, by mohly být schopny zachytit znečišťující látky na nanoskopické úrovni nebo být nasazeny v továrnách produkujících emise k zastavení znečištění na své úrovni zdroj.

Podobně existuje naděje, že budou vyvinuty nanoroboty, které mohou být hromadně uvolňovány pro boj s katastrofami, jako jsou ropné skvrny. Díky nedávné práci, která učí nanoboty jednat kolektivně, je možné, že by každý motor nanorobotů mohl řešit jednotlivé molekuly oleje, zatímco spolupracujeme se všemi ostatními nanoboty uvolněnými za to samé účel.

Poslední neuvěřitelnou příležitostí, která se v přírodním prostředí představuje s nanotechnologií, je jejich potenciál vytvořit čistou pitnou vodu. Mnoho oblastí na Zemi v současné době trpí nedostatečnou dostupností čerstvé, bezpečné, pitné vody - problém, který mohou nanoroboty vyřešit. Je zcela možné, že nanoroboty budou schopny eliminovat bakterie a další kontaminanty z nečistých zdrojů vody a potenciálně tak zachránit obrovské množství životů.

Existuje spousta úlohy, které budou převzaty roboty Co se stane, když roboti mohou dělat všechny práce?Roboti jsou chytřejší - co se stane, když mohou dělat každou práci lépe a levněji než lidské bytosti? Přečtěte si více , ale lidé už nestačí, pokud jde o práci, kterou je třeba udělat v životním prostředí, takže je vzrušující vidět, že celé toto pole může být oživeno nanotechnologiemi!

Nanoroboty ve sportu

Vědci jsou moji oblíbení lidé. Prostě jsou.

Vědci v Národním ústavu pro vědu a technologii (NIST) vyvinuli nanoroboty, které mohou hrát solidní fotbal s využitím zrna rýže jako pole a koule s šířkou menší než lidské vlasy. Nanoroboty jsou řízeny magnetickými poli nebo elektronickými signály a jsou vyrobeny z materiálů, jako je hliník, zlato a křemík.

Chtěl bych uvěřit, že to byl jejich konečný cíl, ale pravdou je, že takové hry pomáhají vědcům měřit co jsou nanoroboty schopny (včetně pohyblivosti, manévrovatelnosti a schopnosti reagovat) a doladit je design.

Co jiného je na obzoru?

Jednou z nejzajímavějších částí nanotechnologií je to, že pokud jde o vědy, v posledních třiceti lichých letech jsme sotva poškrábali její potenciál.

Přemýšlení o potenciálním rozsahu vlivu, který by tyto nanoroboty mohly mít, je inspirativní, neuvěřitelné... a také trochu děsivé. Je toho hodně anti-robot sentiment na světě HitchBot's Demise dokazuje, že USA nejsou připraveny na roboty Přečtěte si více , a rozhodně se vztahuje na nanoroboty. Kritici nanotechnologie často vyjadřují obavy z toho, že nanoroboty jsou používány k negativnímu dopadu na lidské zdraví a jejich potenciál jako zbraně.

Tyto kritiky jsou platné a bude důležité zajistit, aby se pravomoci nanotechnologie využívaly spíše k dobrému než k zlému.

V tomto případě však převažují rizika, která mohou vycházet z nanorobotů pro lidské zdraví, technologii, životní prostředí a mikroskopické sporty?

Co si myslíte, že nanotechnologie bude nejvíce vzrušující? Máte nějaké obavy ohledně jeho použití?

Obrázek Kredit: Lego DNA Michael Knowles přes Flickr, Mirexon přes Shutterstock.com; ktsdesign prostřednictvím Shutterstock.com