Nanomotory jsou budoucností medicíny

Skutečný průlom v medicíně mohou zajistit různá nanozařízení a dnes již existuje řada takových miniaturních zařízení, ale účinný zdroj energie pro taková zařízení dosud nebyl vyvinut. Vědci z Cambridge sice mezery v této oblasti trochu zaplnili a představili miniaturní motory, které fungují z externího zdroje světla.

Fungování nanomotoru připomíná činnost pružiny, samotný motor se skládá ze zlatých nanočástic, které jsou drženy polymerní gelovitou látkou, která reaguje na teplotní výkyvy. Když je látka zahřívána laserem, vlhkost se aktivně odpařuje, látka se začíná smršťovat (jako by pružila) - v důsledku toho nanomotor akumuluje světelnou energii a ukládá ji. Po vypnutí zdroje světla - v tomto případě laseru - se látka začne chladnout a aktivně absorbovat vlhkost. Nahromaděná energie se v důsledku toho uvolňuje a zlaté částice slouží ke zvýšení účinku vytvořené síly.

Zařízení vyvinutá specialisty z Cambridge lze srovnat s malými ponorkami z filmu „Fantastická plavba“, v nichž miniponorky cestovaly lidským tělem, aby z cév odstranily krevní sraženinu. Nanomotory navíc vynakládají poměrně velkou sílu vzhledem k vlastní hmotnosti a stejně jako mravenci jsou schopny pohybovat velkými „břemeny“.

Vývojáři poznamenávají, že k expanzi látky po vypnutí světelného zdroje dochází extrémně rychle, což lze přirovnat k mikroskopické explozi. Tento efekt je způsoben určitými silami vznikajícími mezi molekulami látky. Takové síly se na mikroskopické úrovni projevují poměrně silně, zatímco za normálních podmínek se téměř neprojevují. Odborníci poznamenali, že právě takové síly pomáhají gekonům šplhat po svislých površích a také vzhůru nohama – v tom jim pomáhají miliardy malých chloupků na povrchu končetin.

Jak již bylo uvedeno, nanomotor akumuluje světelnou energii, jejíž většina se přeměňuje na energii přitažlivosti mezi molekulami gelu a částicemi zlata. Když je energie přitažlivosti přerušena, je síla uvolnění v důsledku zlata několikanásobně větší než síla běžného stlačení materiálu. Podle vědců je nevýhodou dnešních nanomotorů to, že se energie uvolňuje současně ve všech směrech, a nyní se úsilí vědecké skupiny zaměřuje na nalezení způsobu, jak nasměrovat tok energie jedním, požadovaným směrem.

Pokud vědci dosáhnou svého cíle a budou schopni řídit tok uvolněné energie v nanomotorech, mohla by být taková zařízení použita k ovládání nanobotů, kteří dodávají léky do postižených orgánů nebo oblastí, a také pro dálkově ovládané nástroje používané během mikrochirurgie.

Tým z Cambridge v současné době vyvíjí čerpadla a ventily řízené na bázi nanomotorů pro čipy používané v biosenzorech a diagnostických zařízeních.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]