Созданы нанороботы, способные перемещаться в жидкой среде новым способом
Маленькие нанороботы, усовершенствование и разработка которых сейчас идет особенно деятельно, имеют громадный потенциал в медицинской практике: от таргетированной доставки лекарственных средств до диагностики болезней, бляшек и разрушения тромбов а также проведения операций. Но главной преградой на пути создания микромашин являются их возможности перемещения в жидкой среде. Кое-какие исследователи применяют для этих целей лазер, свет и магнитные поля, но исследователи из института интеллектуальных совокупностей Макса Планка (Германия) внесли предложение пара иные подходы: передвижение под действием ультразвука и при действии веществ организма.
В качестве каркаса нанороботов выступает тонкостенная трубка из диоксида кремния диаметром 220 нанометров. Внешняя либо внутренняя поверхность трубки покрывается ферментом называющиеся «уреаза». Уреаза примечательна тем, что она расщепляет мочевину на углекислый газ и аммиак.
Соответственно, попадая в жидкость, где содержится мочевина (а в отечественном организме она содержится фактически во всех жидкостях), происходит химическая реакция, на протяжении которой выделяющиеся пузырьки углекислого газа выступают в роли «двигателя», выбрасываясь с одной стороны трубки и приводя ее в перемещение. Испытания продемонстрировали, что нанотрубка может разгоняться до скорости чуть менее 4 сантиметров в час.
Применение ультразвука для перемещения наноробота применяет в чем-то похожий принцип: для перемещения также употребляются пузырьки газа, с той только отличием, что они заключены в особых капсулах на поверхности устройства. Под действием ультразвуковых колебаний пузырьки начинают поочередно расширяться и сжиматься, давя на стенку камеры, к которой они прикреплены.
Частота колебаний зависит от размеров пузырьков, и чем ближе она к их резонансной частоте, тем действеннее начинает трудиться двигатель. В качестве опыта ученые изготовили маленький кубик, две противоположные грани которого были покрыты камерами с пузырьками. Подобрав нужную частоту, на протяжении опыта кубик вынудили вращаться в жидкой среде со скоростью 1000 оборотов в 60 секунд.
Кроме очевидных плюсов, такие нанороботы имеют и еще одно необычное достижение: они являются самыми мелкими роботами в мире на реактивной тяге. Как говорит глава проекта Сэмюэл Санчез,
«Отечественный прошлый двигатель, что на данный момент занесен в Книгу мировых рекордов Гиннесса, имеет втрое громадные размеры. Наряду с этим сейчас большая часть нанороботов с химическими двигателями применяют реакцию расщепления перекиси водорода, которая есть не весьма полезным для нас веществом. Продукты же распада мочевины, в отличие от этого, являются естественными для организма, и их наличие не вызывает никаких побочных эффектов».