Как «Молекулярный Легос» открывает двери в настоящую нанотехнологию

Реклама

Роботы это круто. Роботы, которые работают на молекулярном уровне? Они даже круче - и нет предела тому, что они могли бы достичь.

В течение сотен лет наука была очарована невероятно маленькими строительными блоками мира, но В 1980-х годах научное понимание и технологическое развитие действительно позволили нанонауке стать активной областью исследований.

Мы привыкли думать о впечатляющих роботах как о невероятно больших или невероятно сложных, но новых и В результате захватывающих разработок наноробототехника была полностью пересмотрена во многих областях науки и технологии.

Как мало мы говорим?

Нанороботика имеет дело с материалами на молекулярном уровне и меньше, что означает, что нанороботы работают с отдельными атомами, белками, молекулами и клетками.

Один из самых простых способов понять, почему нанонаука так важна, - представить все эти наноскопические атомы как блоки LEGO.

Подобно LEGO, атомы и молекулы могут быть объединены бесчисленными способами, чтобы создать что-либо в естественном мире, и эта способность открывает дверь для воздействия буквально на каждый аспект нашей жизни.

Если аналогия с LEGO не работает, «MicroBots» Big Hero 6 - еще один хороший способ осмыслить нанороботы - просто помните, что нанороботы в несколько миллионов раз меньше, чем фиктивные микроботы!

Что делают нанороботы?

Нанотехнологии уже позволили нам создавать более прочные и долговечные материалы, манипулируя молекулярными структурами, и был движущей силой многих современных технологий (включая пластиковую пленку, которая составляет ваш ноутбук или телефон экран!).

Исследования в области нанороботики имеют другую направленность, и их применение намного интереснее.

Недавние научные открытия создали нанороботов, способных выполнять узкоспециализированные функции на наноскопическом уровне. Некоторые нанороботы действуют как переключатели, другие - как насосы, а третьи - как двигатели, которые могут перемещать этого наноробота через пространство и жидкость.

Эти обманчиво простые молекулярные машины могут быть использованы для создания нестандартных полипептидов из аминокислот; использовать тщательно рассчитанные химические реакции, чтобы «ходить» по средам, слишком маленьким или слишком враждебным для других механизмов; и действовать как путь для передачи ключевых молекул из одного места в другое.

Многие применения нанороботов уже переопределяют технологии, медицину и экологию - и нанороботы действительно находятся в зачаточном состоянии, если учесть все, что они могут сделать в будущее!

Как выглядит будущее нанороботов?

Nanorobot Компьютеры

С 1994 года разрабатываются выключатели Nanorobot, которые чувствительны к свету и химическим веществам, что дает авторам возможность влиять на то, когда они выполняют (или не выполняют) намеченную функцию.

Еще одно отличное применение выключателей? Основные вычислительные задачи.

В настоящее время исследователи работают над тем, чтобы закодировать информацию в нанороботах так же, как в большом компьютере. Нанороботы уже смогли выступить задачи хранения / извлечения памяти на базовом уровне, но в ближайшем будущем эта технология будет использоваться для создания ячеек памяти высокой плотности, которые могут хранить невероятно большие объемы информации в невероятно небольшом физическом пространстве.

Наноробот Лечение рака

Нанотехнология меняет медицину Как нанотехнология меняет будущее медициныПотенциал для нанотехнологий является беспрецедентным. Истинные универсальные ассемблеры откроют глубокий сдвиг в состоянии человека. Конечно, предстоит еще долгий путь. Прочитайте больше и это быстро меняется. Нанороботы дают врачам возможность лечить болезни у их молекулярного источника, и эта возможность не имеет аналогов ни у одного препарата на рынке.

Наноробот-переключатели, чувствительные к определенной длине волны света, рассматриваются для использования при лечении рака. Одно потенциальное лечение слишком опасно для использования в его нынешнем виде, потому что оно не может различить раковые и незлокачественные клетки.

Боровяк и др. предположить, что, если в обработку был включен светочувствительный переключатель нанороботов, область с шириной до 10 микрометров может быть направлена ​​на источник света. Свет заставил бы переключиться наноробот на «переворот», активировав соединение таким образом, чтобы уничтожить только целевые раковые клетки, а здоровые клетки выжить. Еще лучше, если бы эти переключатели можно было многократно использовать, это могло бы значительно уменьшить количество инвазивных процедур, с которыми столкнулся бы человек, проходящий лечение рака!

Наноробот, М.Д.

Еще один захватывающий медицинский потенциал в значительной степени зависит от двигателей-нанороботов, которыми можно управлять на расстоянии, чтобы доставлять лекарства в точное место в организме. Эти двигатели обычно создаются путем создания химической реакции, которая продвигает робота через жидкость. До недавнего времени эти двигатели часто полагались на химические реакции, которые были небезопасны для использования человеком.

Последние разработки в области нанороботов Гао и др. сделали их намного безопаснее! Крошечные двигатели нанороботов могут быть созданы путем взаимодействия цинкового ядра трубчатого двигателя нанороботов с желудком кислота - безопасная химическая реакция, которая может позволить быстро доставить лекарство в слизистую оболочку желудка. До сих пор эта процедура была проверена только на крысах, но пока что исследования являются многообещающими.

Также разрабатываются магнитные нанороботы, которые могут быстро (за считанные секунды!) Доставлять лекарства через кровоток с помощью магнитного поля (показано на видео ниже)

Нанороботы в окружающей среде

Многие исследования в области нанороботов направлены на то, чтобы сделать процессы более мелкими, но их влияние в макромасштабе одинаково ценно. Сотни тысяч микроскопических нанороботов, работающих вместе в скоординированных усилиях, могут быть нашей единственной надеждой на сохранение окружающей среды 5 способов Tech спасет окружающую средуТехнологию часто считают антиэкологическим злодеем - но знаете ли вы, что передовые технологии сейчас используются в передовых технологиях консервации? Прочитайте больше .

Значительное количество исследований в области нанотехнологий в области окружающей среды сосредоточено на том, могут ли нанороботы быть полезными для устранения загрязнений. Загрязнение достигло критического уровня в таких местах, как Китай, и нанороботы достаточно легкие, чтобы подняться в воздух. для улавливания загрязняющих веществ на наноскопическом уровне или размещения на фабриках, производящих выбросы, чтобы остановить загрязнение на его источник.

Точно так же есть надежда, что будут созданы нанороботы, которых можно будет массово выпускать для борьбы с такими бедствиями, как разливы нефти. Благодаря недавней работе по обучению наноботов действовать сообща, возможно, что каждый мотор нанороботов сможет отдельные молекулы масла, работая в сотрудничестве со всеми другими наноботами, выпущенными для того же цель.

Последней невероятной возможностью, которую представляют нанотехнологии в естественной среде, является их потенциал для создания чистой питьевой воды. Многие районы Земли в настоящее время страдают от недостатка свежей, безопасной питьевой воды - проблема, которую могут решить нанороботы. Вполне возможно, что нанороботы смогут уничтожать бактерии и другие загрязнители из нечистых источников воды, потенциально спасая огромное количество жизней.

Есть много рабочие места, которые будут заняты роботами Что происходит, когда роботы могут выполнять все задания?Роботы становятся умнее быстро - что происходит, когда они могут выполнять любую работу лучше и дешевле, чем люди? Прочитайте больше Но людям уже недостаточно, когда дело доходит до работы, которая должна быть выполнена в окружающей среде, поэтому интересно видеть, что вся эта область может быть оживлена ​​с помощью нанотехнологий!

Нанороботы в спорте

Ученые мои любимые люди. Они просто есть.

Ученые Национального института науки и техники (NIST) разработали нанороботов, которые могут играть в твердую игру в футбол с использованием рисового зерна в качестве поля и мяча с шириной, меньшей человеческих волос, в качестве мяча. Нанороботы контролируются магнитными полями или электронными сигналами и сделаны из таких материалов, как алюминий, золото и кремний.

Я хотел бы верить, что это была их конечная цель, но правда в том, что подобные игры помогают ученым измерять на что способны нанороботы (включая ловкость, маневренность и отзывчивость) и точно настроить их дизайн.

Что еще на горизонте?

Одна из самых захватывающих частей нанотехнологий заключается в том, что в отношении науки мы едва ли нацарапали поверхность ее потенциала за последние тридцать с лишним лет.

Размышление о потенциальной сфере влияния этих нанороботов может быть вдохновляющим, невероятным… и немного пугающим. Есть много анти-робот настроения в мире Гибель HitchBot доказывает, что США не готовы к роботам Прочитайте больше и это определенно распространяется на нанороботов. Критики нанотехнологий часто высказывают опасения по поводу того, что нанороботы используются для негативного воздействия на здоровье людей и их потенциал в качестве оружия.

Эти критические замечания справедливы, и будет важно убедиться, что силы нанотехнологий используются для добра, а не зла.

Однако в этом случае не перевешивает ли польза, которую могут принести нанороботы для здоровья человека, технологий, окружающей среды и микроскопических видов спорта, риски?

Как вы думаете, что будет наиболее захватывающим использование нанотехнологий? Есть ли у вас какие-либо опасения по поводу его использования?

Кредит изображения: Лего ДНК Майкл Ноулз через Flickr, Мирексон через Shutterstock.com; ktsdesign через Shutterstock.com