Hogyan nyitnak ajtót a „Molekuláris Legók” a valódi nanotechnológiának

Hirdetés

A robotok menők. Molekuláris szinten működő robotok? Ezek még menőbbek – és nincs határa annak, amit elérhetnek.

Míg a tudományt már több száz éve lenyűgözték a világ hihetetlenül kicsi építőkövei, ez csak azóta. Az 1980-as években a tudományos megértés és a technológiai fejlődés valóban lehetővé tette, hogy a nanotudomány aktív kutatási terület legyen.

Megszoktuk, hogy a lenyűgöző robotokról hihetetlenül nagyok vagy hihetetlenül összetettek, de újak és izgalmas fejlemények készen álltak a nanorobotika számos tudományterület teljes újradefiniálására és technológia.

Pontosan milyen kicsiről beszélünk?

A nanorobotika molekuláris szintű és kisebb anyagokkal foglalkozik, ami azt jelenti, hogy a nanorobotok egyes atomokkal, fehérjékkel, molekulákkal és sejtekkel dolgoznak.

Az egyik legegyszerűbb módja annak, hogy megértsük, miért olyan fontos a nanotudomány, ha ezeket a nanoszkopikus atomokat LEGO kockáknak tekintjük.

Hasonlóan a LEGO-hoz, az atomok és molekulák számtalan módon kombinálhatók, hogy bármit létrehozhassanak a természetben, és ez a képesség megnyitja az ajtót életünk minden területére való befolyásoláshoz.

Ha a LEGO analógia nem működik, a Big Hero 6 „mikrobotjai” egy másik nagyon jó módszer a koncepció kialakítására. nanorobotok – ne feledje, hogy a nanorobotok több milliószor kisebbek, mint a fiktívek mikrobotok!

Mit csinálnak a nanorobotok?

A nanotechnológia már lehetővé tette számunkra, hogy a molekulaszerkezetek manipulálásával erősebb és tartósabb anyagokat készítsünk, és számos modern technológia hajtóereje volt (beleértve a laptopot vagy telefont alkotó műanyag fóliát is képernyő!).

A nanorobotikus kutatásnak más a fókusza, és alkalmazásai sokkal izgalmasabbak.

A közelmúlt kutatási áttörései olyan nanorobotokat hoztak létre, amelyek nanoszkopikus szinten képesek rendkívül speciális funkciókat ellátni. Egyes nanorobotok kapcsolóként, mások szivattyúként, mások pedig motorként működnek, amelyek a nanorobotot az űrben és folyadékon keresztül hajtják.

Ezeket a megtévesztően egyszerű molekuláris gépeket aminosavakból egyedi polipeptidek felépítésére lehet használni; Használjon gondosan időzített kémiai reakciókat, hogy „sétáljon” olyan környezeteken, amelyek túl kicsik vagy túl ellenségesek más mechanizmusokhoz; és útvonalként működik a kulcsmolekulák egyik helyről a másikra való átviteléhez.

A nanorobotok számos alkalmazása már most újradefiniálja a technológiát, az orvostudományt és a környezettudományt – és a nanorobotok valóban gyerekcipőben járnak, ha figyelembe vesszük mindazt, amit képesek lennének elérni jövő!

Hogyan néz ki a nanorobotok jövője?

Nanorobot számítógépek

A nanorobot kapcsolók fejlesztése 1994 óta zajlik, amelyek fény- és vegyszerérzékenyek, így az alkotók befolyásolhatják, mikor látják el (vagy nem) végzik el a kívánt funkciót.

A kapcsolók másik nagyszerű alkalmazása? Alapvető számítástechnikai feladatok.

Jelenleg a kutatók azon dolgoznak, hogy a nanorobotokban ugyanúgy kódolják az információkat, mint egy nagyobb számítógépben. A nanorobotok már képesek voltak teljesíteni memória tárolási/visszakeresési feladatok alapszinten, de a közeljövőben ezzel a technológiával olyan nagy sűrűségű memóriacellákat hoznak létre, amelyek hihetetlenül nagy mennyiségű információt képesek tárolni egy hihetetlenül kis fizikai térben.

Nanorobot rákkezelések

A nanotechnológia megváltoztatja az orvostudományt Hogyan változtatja meg a nanotechnológia az orvostudomány jövőjétA nanotechnológiában rejlő lehetőségek soha nem látottak. Az igazi univerzális összeszerelők mélyreható változást fognak bevezetni az emberi állapotban. Persze még hosszú az út. Olvass tovább , és gyorsan változik. A nanorobotok lehetőséget kínálnak az orvosoknak arra, hogy a betegségeket a molekuláris forrásukból kezeljék, és ez a lehetőség a piacon lévő gyógyszerekhez képest páratlan.

A bizonyos hullámhosszú fényre érzékeny nanorobot kapcsolók alkalmazását fontolgatják a rákkezelésben. Az egyik lehetséges kezelés túl veszélyes ahhoz, hogy jelenlegi formájában alkalmazzuk, mert nem tud különbséget tenni a rákos és nem rákos sejtek között.

Borowiak et al azt sugallják, hogy ha fényérzékeny nanorobot kapcsolót is bevonnak a kezelésbe, akár 10 mikrométer széles területet is meg lehetne célozni fényforrással. A fény hatására a nanorobot kapcsoló „átfordulna”, aktiválva a vegyületet oly módon, hogy csak a megcélzott rákos sejteket küszöbölné ki, miközben az egészséges sejteket túlélheti. A legjobb még, ha ezek a kapcsolók újrafelhasználhatók lennének, ez nagymértékben csökkentheti azoknak az invazív beavatkozásoknak a számát, amelyekkel a rákkezelés alatt álló személyeknek szembe kell nézniük!

Nanorobot, M.D.

Egy másik izgalmas orvosi lehetőség nagymértékben támaszkodik a nanorobot motorokra, amelyek távolról vezérelhetők, hogy a gyógyszereket a szervezetben pontosan meghatározott helyre szállítsák. Ezeket a motorokat általában kémiai reakció létrehozásával készítik, amely a robotot egy folyadékon keresztül hajtja át. Egészen a közelmúltig ezek a motorok gyakran olyan kémiai reakciókon alapultak, amelyek emberi használatra nem voltak biztonságosak.

A nanorobot motorok legújabb fejlesztései által Gao et al sokkal biztonságosabbá tették őket! Apró nanorobot motorok hozhatók létre úgy, hogy egy cső alakú nanorobot motor cinkmagját reagáltatják a gyomorral sav – biztonságos kémiai reakció, amely lehetővé teszi, hogy a gyógyszer gyorsan a gyomornyálkahártyába kerüljön. Eddig ezt az eljárást csak patkányokon tesztelték, de eddig a vizsgálatok ígéretesek.

Mágneses nanorobotokat is fejlesztenek, amelyek gyorsan (másodpercek alatt!) képesek gyógyszert juttatni a véráramba egy mágneses tér segítségével (az alábbi videón látható)

Nanorobotok a környezetben

A nanorobotokkal kapcsolatos kutatások nagy része a folyamatok kicsinyítésére összpontosít, de ugyanilyen értéket kapunk, ha makroléptékben is megvizsgáljuk hatásukat. Az egyetlen reményünk lehet, hogy több százezer mikroszkopikus nanorobot összehangolt erőfeszítésben dolgozik együtt. a környezet megóvása 5 módszer, amellyel a Tech megmentheti a környezetetA technológiát gyakran ökológiaellenes gazembernek tekintik – de tudta-e, hogy jelenleg fejlett technológiát alkalmaznak a legmodernebb természetvédelemben? Olvass tovább .

A környezeti nanotechnológiai kutatások jelentős része arra irányul, hogy a nanorobotok hasznosak lehetnek-e a szennyezés megszüntetésében. A szennyezés olyan helyeken, mint Kína, elérte a válságszintet, és a nanorobotok elég könnyűek ahhoz, hogy a levegőbe emelkedjenek a szennyező anyagok nanoszkopikus szintű csapdába ejtésére, vagy kibocsátást kibocsátó gyárakban történő alkalmazásra a szennyezés megállítására forrás.

Hasonlóképpen remény van arra is, hogy nanorobotokat fejlesztenek ki, amelyek tömegesen bocsáthatók ki az olyan katasztrófák leküzdésére, mint az olajszennyezés. A közelmúltban végzett munka révén, amely megtanította a nanobotokat a közös cselekvésre, lehetséges, hogy minden nanorobot motor képes megbirkózni egyes olajmolekulákat, miközben együttműködik az összes többi nanobottal, amelyet ugyanerre a célra bocsátottak ki célja.

Az utolsó hihetetlen lehetőség, amely a nanotechnológiával a természetes környezetben kínálkozik, a tiszta ivóvíz létrehozásának lehetősége. A Föld számos területe jelenleg szenved a friss, biztonságos, ivóvíz hiányától – ezt a problémát a nanorobotok képesek lehetnek megoldani. Teljesen lehetséges, hogy a nanorobotok képesek lesznek eltávolítani a baktériumokat és más szennyeződéseket a tisztátalan vízforrásokból, amivel potenciálisan rengeteg életet menthetnek meg.

Van egy csomó olyan munkák, amelyeket a robotok fognak átvenni Mi történik, ha a robotok minden munkát el tudnak végezni?A robotok gyorsan okosodnak – mi történik, ha minden munkát jobban és olcsóbban tudnak elvégezni, mint az emberek? Olvass tovább , de az ember már nem elég, ha a környezetben elvégzendő munkáról van szó, ezért izgalmas látni, hogy a nanotechnológia révén ez az egész terület újjáéledhet!

Nanorobotok a sportban

A tudósok a kedvenc embereim. Csak azok.

A Nemzeti Tudományos és Technológiai Intézet tudósai (NIST) olyan nanorobotokat fejlesztettek ki, amelyek szilárd futballjátékot tudnak játszani, rizsszemet használva labdaként, és labdául egy emberi hajnál kisebb szélességű labdát. A nanorobotokat mágneses mezők vagy elektronikus jelek vezérlik, és olyan anyagokból készülnek, mint az alumínium, arany és szilícium.

Szeretném hinni, hogy ez volt a végső céljuk, de az igazság az, hogy az ilyen játékok segítenek a tudósoknak a mérésben mire képesek a nanorobotok (beleértve az agilitást, a manőverezőképességet és a reakciókészséget) és finomhangolni tervezés.

Mi van még a láthatáron?

A nanotechnológia egyik legizgalmasabb része az, hogy ami a tudományt illeti, az elmúlt harminc évben alig kapkodtuk meg a benne rejlő lehetőségeket.

Azon gondolkodni, hogy ezek a nanorobotok milyen hatást gyakorolhatnak, inspiráló, hihetetlen… és egy kicsit félelmetes is. Sok van robotellenes hangulat a világban A HitchBot halála bebizonyítja, hogy az Egyesült Államok nem áll készen a robotokra Olvass tovább , és ez határozottan kiterjed a nanorobotokra is. A nanotechnológia kritikusai gyakran hangot adnak aggodalmuknak amiatt, hogy a nanorobotokat negatívan befolyásolják az emberi egészségben, és fegyverként is használhatók.

Ezek a kritikák helytállóak, és fontos lesz megbizonyosodni arról, hogy a nanotechnológia erejét jóra használják fel, nem pedig rosszra.

Ebben az esetben azonban az a jó, ami a nanorobotokból származhat az emberi egészség, a technológia, a környezet és a mikroszkopikus sportok számára, nem feltétlenül haladja meg a kockázatokat?

Ön szerint mi lesz a nanotechnológia legizgalmasabb felhasználása? Van aggálya a használatával kapcsolatban?

Kép jóváírása: Lego DNS írta Michael Knowles a Flickr-en keresztül, Mirexon a Shutterstock.com-on keresztül; ktsdesign a Shutterstock.com-on keresztül