Νέες δημοσιεύσεις
Οι νανοκινητήρες είναι το μέλλον της ιατρικής
Τελευταία επισκόπηση: 02.07.2025
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Μια πραγματική ανακάλυψη στην ιατρική μπορεί να επιτευχθεί από διάφορες νανοσυσκευές και σήμερα υπάρχει ήδη ένας αριθμός τέτοιων μικροσκοπικών συσκευών, αλλά δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί μια αποτελεσματική πηγή ενέργειας για τέτοιες συσκευές. Επιστήμονες από το Κέιμπριτζ έχουν καλύψει λίγο τα κενά σε αυτόν τον τομέα και παρουσίασαν μικροσκοπικούς κινητήρες που λειτουργούν από εξωτερική πηγή φωτός.
Η λειτουργία του νανοκινητήρα μοιάζει με τη δράση ενός ελατηρίου, ο ίδιος ο κινητήρας αποτελείται από νανοσωματίδια χρυσού που συγκρατούνται από μια πολυμερική ουσία που μοιάζει με τζελ και αντιδρά στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Όταν η ουσία θερμαίνεται από ένα λέιζερ, η υγρασία εξατμίζεται ενεργά, η ουσία αρχίζει να συρρικνώνεται (σαν να ελατηριάζεται) - ως αποτέλεσμα, ο νανοκινητής συσσωρεύει φωτεινή ενέργεια και την αποθηκεύει. Μετά την απενεργοποίηση της πηγής φωτός - σε αυτήν την περίπτωση, του λέιζερ - η ουσία αρχίζει να ψύχεται και να απορροφά ενεργά την υγρασία. Η συσσωρευμένη ενέργεια απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα και τα σωματίδια χρυσού χρησιμεύουν για να αυξήσουν την επίδραση της δημιουργούμενης δύναμης.
Οι συσκευές που ανέπτυξαν οι ειδικοί του Κέιμπριτζ μπορούν να συγκριθούν με τα μικροσκοπικά υποβρύχια από την ταινία «Φανταστικό Ταξίδι», στα οποία μίνι υποβρύχια ταξίδευαν μέσα από το ανθρώπινο σώμα για να αφαιρέσουν έναν θρόμβο αίματος από τα αγγεία. Επιπλέον, οι νανοκινητήρες έχουν αρκετή δύναμη σε σχέση με το βάρος τους και, όπως τα μυρμήγκια, είναι ικανοί να μετακινούν μεγάλα «φορτία».
Οι προγραμματιστές σημειώνουν ότι η διαστολή της ουσίας μετά την απενεργοποίηση της πηγής φωτός συμβαίνει εξαιρετικά γρήγορα, κάτι που μπορεί να συγκριθεί με μια μικροσκοπική έκρηξη. Αυτό το φαινόμενο προκαλείται από ορισμένες δυνάμεις που προκύπτουν μεταξύ των μορίων της ουσίας. Τέτοιες δυνάμεις έχουν μια αρκετά ισχυρή εκδήλωση σε μικροσκοπικό επίπεδο, ενώ υπό κανονικές συνθήκες σχεδόν δεν εκδηλώνονται. Οι ειδικοί σημείωσαν ότι ακριβώς αυτές οι δυνάμεις βοηθούν τις σαύρες gecko να σκαρφαλώνουν σε κάθετες επιφάνειες, καθώς και ανάποδα - δισεκατομμύρια μικρές τρίχες στην επιφάνεια των άκρων τους τις βοηθούν σε αυτό.
Όπως σημειώθηκε, ο νανοκινητής συσσωρεύει φωτεινή ενέργεια, το μεγαλύτερο μέρος της οποίας μετατρέπεται σε ενέργεια έλξης μεταξύ των μορίων του πηκτώματος και των σωματιδίων χρυσού. Όταν η ενέργεια έλξης διακόπτεται, η δύναμη απελευθέρωσης λόγω του χρυσού είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από αυτή της συμβατικής συμπίεσης του υλικού. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το μειονέκτημα του νανοκινητήρα σήμερα είναι ότι η ενέργεια απελευθερώνεται ταυτόχρονα προς όλες τις κατευθύνσεις και τώρα οι προσπάθειες της επιστημονικής ομάδας στοχεύουν στην εύρεση ενός τρόπου για να κατευθύνουν τη ροή της ενέργειας προς μία, επιθυμητή κατεύθυνση.
Εάν οι επιστήμονες επιτύχουν τον στόχο τους και είναι σε θέση να ελέγξουν τη ροή της απελευθερούμενης ενέργειας σε νανοκινητήρες, τέτοιες συσκευές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο νανορομπότ που χορηγούν φάρμακα σε προσβεβλημένα όργανα ή περιοχές, καθώς και για τηλεχειριζόμενα εργαλεία που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της μικροχειρουργικής.
Η ομάδα του Κέιμπριτζ αναπτύσσει αυτήν τη στιγμή ελεγχόμενες αντλίες και βαλβίδες με νανοκινητήρες για τσιπ που χρησιμοποιούνται σε βιοαισθητήρες και διαγνωστικό εξοπλισμό.
[