Крихітні нанодвігателі, що приводяться в дію світлом, можуть зробити революцію в медицині і

Крихітні нанодвігателі, що приводяться в дію світлом, можуть зробити революцію в медицині і

Всілякі наномеханізми і наномашини можуть забезпечити стрибкоподібне розвиток деяких галузей медицини і техніки. І якщо з виробництвом наномашин і різних наноустройств все йде більш-менш благополучно, то ефективне джерело, що живить енергією ці машини, людям доведеться ще винайти або розробити. Деяких успіхів в даному напрямку вдалося добитися вченим з Кембриджського університету. Вони створили найменші в світі на сьогоднішній день двигуни. які приводяться в рух енергією світла. подається з зовнішнього джерела.

Ці крихітні пристрої, що отримали назву ANT від (actuating nano transducer), можуть зробити реальністю сюжет науково-фантастичного фільму 1966 року під назвою "Фантастична подорож", в якому мініатюрна "підводний човен" подорожувала по тілу травмованого вченого з метою усунення кров'яного згустку, закупорив посудину в його мозку. Фільм від реальності буде відрізнятися лише одним - для управління крихітним Наноботів не вимагатиметься людини-пілота, зменшеного в розмірах за допомогою якоїсь фантастичною технології. Більш того, нанодвігателі. як і реальні мурахи, можуть виробляти достатньо велику силу щодо своєї ваги і переміщати велику кількість корисного вантажу.

Нанодвігатель ANT працює подібно пружинному механізму. Основу двигуна становить безліч золотих наночастинок, скріплених за допомогою полімерного гелеобразного речовини, яке реагує на зміни температури. Світло лазера нагріває золоті наночастинки, підвищення температури призводить до швидкого видалення молекул води з гелеобразного речовини і ця речовина стискається, немов пружина. Виходить, що пристрій акумулює енергію світла і зберігає її у вигляді пружної кінетичної енергії стислої "пружини".

Після відключення лазерного світла пристрій швидко охолоджується і інтенсивно поглинає воду з навколишнього середовища. Матеріал розширюється, вивільняючи накопичену в ньому енергію, а наявність золотих наночасток збільшує дію цього ефекту і значення створюваної двигуном сили.

Крихітні нанодвігателі, що приводяться в дію світлом, можуть зробити революцію в медицині і

Слід зазначити, що процес розширення наномеханізми відбувається дуже швидко, подібно свого роду мікровзривов. Це, в свою чергу, відбувається через вплив так званих сил Ван-дер-Вальсу, які виникають між молекулами речовини. Такі сили практично не виявляються на звичайному рівні, але на мікро- і нанорівні їх вплив дуже велике. Саме завдяки цим силам гекони можуть спокійно бігати по стінах і стелі, використовуючи мільярди крихітних волосинок, що покривають поверхню їх кінцівок.

Як згадувалося трохи вище, нанодвігатель ANT акумулює енергію світла, а її більша частина перетворюється в енергію тяжіння між наночастинками з важкого металу і молекулами гелеобразного речовини. Тому, при розриві цих сил енергія "розгортання" пружини стає в кілька разів більше, ніж просто енергія стисненого матеріалу. На жаль, в даний час енергія "пружини" виділяється відразу в усіх напрямках і дослідники зайняті пошуком методу, який дозволить "сфокусувати" цю енергію в одному напрямку, подібно до того, як це робить поршень парового двигуна або двигуна внутрішнього згоряння.

Якщо вченим вдасться знайти метод напрямки енергії двигуна ANT в "потрібне русло", то ці нанодвігателі цілком будуть здатні приводити в рух крихітних наноботов. які будуть доставляти до місця призначення лікарських препаратів або брати участь в мікрохірургічних операцій, виступаючи в ролі дистанційно керованих інструментів. А зараз група з Кембриджського університету займається тим, щоб на основі ANT-двигунів зробити керовані насоси і клапани, призначені для Мікропотоковая рідинних чіпів. чіпів, які використовуються в лабораторіях-на-чіпі. діагностичному обладнанні та біодатчіков.

інформація