Застосування нанотехнологій

За мишами, отримавшими наночастини, спостерігали  протягом трьох тижнів. До кінця цього терміну об’єм пухлини скоротився на 82% на відміну від тваринами, які отримували наночастини без радіації. Крім того, тварини із першої групи не втрачали вагу в процесі спостереження, на відміну від тварин із другої групи. Також вчені провели тести крові мишей і не виявили признаків радіаційного опромінення.

Дослідження професора Яель Ханін із Тель-Авівского університету електронної інженерії повертає надію людям, які втратили зір, дозволяючи приєднати електроди до нервів сітківки для стимуляції росту клітинної тканини. Розробка уже успішно відпрацьована на тваринах.

Поки що її розробка використовується в роботі по відновленню нервової тканини мозку. Розробка представляє собою схожу на макарони масу нанорозмірних вуглецевих трубок.  За допомогою електричного струму Я. Ханін зуміла змусити нейрони із мозку щура рости на цій масі. Такий ріст, по її словам, представляє собою вельми складний процес, однак нейрони добре пристосовуються до нової структури, з’єднуючись з нею фізично і електрично. За допомогою такої складної структури можна спостерігати в деталях за процесами, протікаючими між нейронами.

Розробку уже можна застосувати  на практиці для лікування виродження сітківки ока. Подібні захворювання вважаються невиліковними і вчені давно шукають спосіб замінити пошкоджені клітини. Однак, Я. Ханін вдалось створити імплантати сітківки, які відновлюють активність тканини в пошкоджених місцях. Вирощенні на гнучкій прозорій підкладці, нові клітини зрощуються з сітківкою і приводять до відновлення втраченого зору.

В Японії вчені розробили «наномозок» - молекулярну структуру, що дозволяє керувати нанороботами. В рамках експерименту за допомогою «наномозку» різні наномашини змогли виконати найпростіші команди. Поки нанороботи ще не винайдені, а вчені уже придумали застосування своїм розробкам. «Наномозок» може бути використаний при створенні суперкомп’ютерів . 

Співробітники Міжнародного центру молодих вчених створили складну молекулярну структуру, яка дозволила керувати зразу декількома наномашинами. Дослідники поставили експеримент, в рамках якого доказали, що структура із 17 молекул DRQ (складається із бензоквінона і тетраметила) функціонує аналогічно процесору, виконуючому 16 команд за один такт. 

17 молекул DRQ можуть бути сформовані в молекулярну машину, яка здатна закодувати більше 4 млрд. різних комбінацій. Розмір отриманої молекулярної структури – всього 2 нанометра. Це перший у світі працюючий зразок «наномозку».

Передбачається, що «наномозок» можна буде використовувати при створені  нанороботів, проекти яких поки знаходяться в стадії розробки. 

Сучасна наука і інженерія потребується в допомозі роботизованої техніки для рішення різних задач. При цьому  проблеми, все частіше постають перед вченими, потребують створення не гігантів, здатних вирити котлован одним рухом ковша, а крихітних, невидимих оку машин. Ці продукти інженерії непохожі на роботів в звичному розумінні, однак здатні  самостійно вирішити складні задачі за наявними алгоритмами. Такі машини називають нанороботами. Мікроскопічні роботи можуть вирішувати масу важливих для людства задач, здійснити переворот в медицині, знищити шкідливі відходи і навіть готувати необхідну людям інфраструктуру для життя на інших планетах. Однак будь-який, навіть самий мізерний програмний збій може виявитись для людства фатальним. 

Нанороботи - роботи, створені із наноматеріалів і розміром зіставні з молекулою. Вони повинні володіти функціями руху, обробки і передачі інформації, виконання програм. Розміри нанороботів не перевищують деяких нанометрів. Згідно сучасним теоріям, нанороботи повинні вміти здійснювати двосторонню комунікацію: реагувати на акустичні сигнали і бути в стані підзаряджатися або перепрограмовуватись ззовні допомогою звукових або електричних коливань. Також важливою представляються функції реплікації – самосборки нових нанітов і програмованого самознешкодження, коли серед роботи, наприклад, людське тіло, більше не потребується в присутності в ньому нанороботів. В останньому випадку роботи повинні розпадатися на нешкідливі і швидковиводячі компоненти.

Днем народження нанотехнологій вважається 29 грудня 1959 р. Професор Каліфорнійського технологічного інституту Річард Фейнман.

В 1991 професор Суімо Ліджіма розробив нанотрубки на основі фулеренів. На їх основі створюються матеріали в десятки раз міцніше сталі. Також слід відмітити американські розробки наноманіпулятора, пристрою, зістикованого з атомним мікроскопом і керуючого. 

Сфера застосування нанороботів дуже широка. По суті, вони можуть бути необхідними при створенні, налагодженні і підтримані функціонування будь-якої складної системи. Наномашини можуть застосовуватися в електроніці для створення міні-пристроїв або електричних ланцюгів - дана технологія називається молекулярною наносборкою. В перспективі будь-яка збірка на заводі із компонентів може бути замінена простою збіркою із атомів. 

Однак на перше місце зараз вийшло питання застосування нанороботів в медицині. Тіло людини як би наштовхує на думку про нанороботів, оскільки само містить безліч природних наномеханізмів: безліч нейтрофілів, лімфоцитів і білих клітин крові постійно функціонують в організмі, відновлюючи пошкодженні тканини, знешкоджуючи вторгненні мікроорганізми і видаляючи посторонні частини із різних органів. Шляхом звичайної інфекції нанороботи можут бути вприснуті в кров або лімфу. Для зовнішнього застосування розчин з цими роботами може бути нанесені на ділянку тканини. Одним із розроблених направлень являється транспортування ліків до зараженим клітинам. Такі нанороботи можуть бути ефективними, наприклад, при медикаментозному