Nanomotorer er fremtidens medisin

Et virkelig gjennombrudd innen medisin kan oppnås med ulike nanoenheter, og i dag finnes det allerede en rekke slike miniatyrenheter, men en effektiv strømkilde for slike enheter er ennå ikke utviklet. Forskere fra Cambridge har fylt hullene på dette området litt og presentert miniatyrmotorer som opererer fra en ekstern lyskilde.

Nanomotorens virkemåte ligner på en fjær. Selve motoren består av gullnanopartikler som holdes fast av et polymergellignende stoff som reagerer på temperatursvingninger. Når stoffet varmes opp av en laser, fordamper fuktighet aktivt, stoffet begynner å krympe (som om det fjærer) – som et resultat akkumulerer nanomotoren lysenergi og lagrer den. Etter at lyskilden – i dette tilfellet laseren – er slått av, begynner stoffet å avkjøles og aktivt absorbere fuktighet. Den akkumulerte energien frigjøres som et resultat, og gullpartiklene tjener til å øke effekten av den skapte kraften.

Apparatene som er utviklet av spesialister fra Cambridge kan sammenlignes med de små ubåtene fra filmen «Fantastic Voyage», der miniubåter reiste gjennom menneskekroppen for å fjerne en blodpropp fra blodårene. I tillegg har nanomotorer ganske mye kraft i forhold til sin egen vekt, og i likhet med maur er de i stand til å flytte store «lass».

Utviklerne bemerker at stoffets ekspansjon etter at lyskilden er slått av skjer ekstremt raskt, noe som kan sammenlignes med en mikroskopisk eksplosjon. Denne effekten er forårsaket av visse krefter som oppstår mellom stoffets molekyler. Slike krefter har en ganske sterk manifestasjon på mikroskopisk nivå, mens de under normale forhold nesten ikke manifesteres. Eksperter bemerket at det er nettopp slike krefter som hjelper gekkoøgler å klatre vertikale overflater, så vel som opp ned - milliarder av små hår på overflaten av lemmene deres hjelper dem med dette.

Som nevnt akkumulerer nanomotoren lysenergi, hvorav mesteparten omdannes til tiltrekningsenergi mellom gelmolekylene og gullpartiklene. Når tiltrekningsenergien brytes, er frigjøringskraften fra gullet flere ganger større enn ved konvensjonell kompresjon av materialet. Ifølge forskere er ulempen med nanomotoren i dag at energien frigjøres samtidig i alle retninger, og nå er den vitenskapelige gruppens innsats rettet mot å finne en måte å styre energiflyten i én ønsket retning.

Hvis forskere oppnår målet sitt og klarer å kontrollere strømmen av frigjort energi i nanomotorer, kan slike enheter brukes til å kontrollere nanoboter som leverer medisiner til berørte organer eller områder, samt til fjernstyrte instrumenter som brukes under mikrokirurgi.

Cambridge-teamet utvikler for tiden nanomotorbaserte kontrollerte pumper og ventiler for brikker som brukes i biosensorer og diagnostisk utstyr.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]