Nanomotorer är framtidens medicin

Ett verkligt genombrott inom medicin kan åstadkommas genom olika nanokomponenter och idag finns det redan ett antal sådana miniatyrkomponenter, men en effektiv kraftkälla för sådana komponent har ännu inte utvecklats. Forskare från Cambridge har fyllt luckorna inom detta område lite grann och presenterat miniatyrmotorer som drivs av en extern ljuskälla.

Nanomotorns funktion liknar en fjäder, själva motorn består av guldnanopartiklar som hålls fast av en polymergelliknande substans som reagerar på temperaturfluktuationer. När substansen värms upp av en laser avdunstar fukten aktivt, substansen börjar krympa (som om den fjädrar) - som ett resultat ackumulerar nanomotorn ljusenergi och lagrar den. Efter att ljuskällan - i detta fall lasern - har stängts av börjar substansen svalna och aktivt absorbera fukt. Den ackumulerade energin frigörs som ett resultat, och guldpartiklarna tjänar till att öka effekten av den skapade kraften.

Apparaterna som utvecklats av Cambridge-specialister kan jämföras med de små ubåtarna från filmen "Fantastic Voyage", där miniubåtar färdades genom människokroppen för att ta bort en blodpropp från kärlen. Dessutom har nanomotorer en hel del kraft i förhållande till sin egen vikt och kan, liksom myror, flytta stora "laster".

Utvecklarna noterar att ämnets expansion efter att ljuskällan stängts av sker extremt snabbt, vilket kan jämföras med en mikroskopisk explosion. Denna effekt orsakas av vissa krafter som uppstår mellan ämnets molekyler. Sådana krafter har en ganska stark manifestation på mikroskopisk nivå, medan de under normala förhållanden nästan inte manifesteras. Experter noterade att det är just sådana krafter som hjälper geckoödlor att klättra på vertikala ytor, såväl som upp och ner - miljarder små hårstrån på ytan av deras lemmar hjälper dem med detta.

Som nämnts ackumulerar nanomotorn ljusenergi, varav det mesta omvandlas till attraktionsenergi mellan gelmolekylerna och guldpartiklarna. När attraktionsenergin bryts är den frigörande kraften från guldet flera gånger större än den vid konventionell kompression av materialet. Enligt forskare är nackdelen med nanomotorn idag att energin frigörs samtidigt i alla riktningar och nu syftar den vetenskapliga gruppens ansträngningar till att hitta ett sätt att rikta energiflödet i en önskad riktning.

Om forskare uppnår sitt mål och kan kontrollera flödet av frigjord energi i nanomotorer, kan sådana anordningar användas för att styra nanobotar som levererar läkemedel till drabbade organ eller områden, samt för fjärrstyrda instrument som används under mikrokirurgi.

Cambridge-teamet utvecklar för närvarande nanomotorbaserade styrda pumpar och ventiler för chips som används i biosensorer och diagnostisk utrustning.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]