Здравоохранение: людей будут лечить роботы - молекулы

Специалисты Швейцарской технологической школы Цюриха и лаборатории IBM разработали искусственные наномолекулы, на основе которых будут создаваться микророботы для применения в медицине.

С их помощью можно будет лечить раковые опухоли. С подробным описанием разработки можно ознакомиться в журнале Science Advances.

"Волшебные" шарики

Размеры молекул составляют всего несколько микрометров. Этот параметр больше, чем у обычных молекул, но все же он микроскопический. Наномолекулы состоят из сферических модулей, изготовленных из кремния и полимеров, и могут обладать такими физическими свойствами, как электрическая проводимость или магнетизм. Шарики могут соединяться друг с другом в заранее заданные структуры, по-разному взаимодействующие с окружающей средой. Объектам можно придавать разные формы — например, палочек, треугольников или даже сложных трехмерных "сооружений".

Сферы создаются с помощью специальных "формочек" с углублениями различных размеров. Затем они сплавляются друг с другом путем кратковременного нагревания. В отличие от объектов, полученных путем 3D-печати, они обладают равномерной структурой. По словам ученых, в будущем из наномолекул удастся формировать сложные самодвижущиеся устройства, приводимые в движение магнитными полями. Они окажутся незаменимы для медицинских исследований, а также при доставке лекарственных препаратов в труднодоступные участки организма. Кроме того, искусственные молекулы смогут применяться и в других сферах, отличных от медицины. Так, сложные наноструктуры, способные взаимодействовать со светом, найдут применение, к примеру, в фотонике — области науки, занимающейся созданием систем, использующих для передачи сигнала световое излучение.

От лекарств до одежды

Это далеко не первый "революционный" прорыв в нанотехнологиях. В 2013 году появились лекарства с использованием нанопористых материалов. В частности, это нестероидные противовоспалительные препараты и препараты для лечения сердечно-сосудистых недугов.

Основным преимуществом использования нанотехнологичной субстанции в изготовлении лекарств является сведение к минимуму побочных эффектов при приеме препарата. При этом все лечебные свойства сохраняются в полном объеме.

В 2014 году было изобретено нановолокно, состоящее из атомов углерода и по структуре напоминающее алмаз. Алмазные нанонити являются самым прочным и жестким наноматериалом из всех, которые существуют на сегодняшний день, включая даже весьма популярные углеродные нанотрубки. При этом волокно является сверхтонким — всего три атома в поперечнике, то есть намного тоньше человеческого волоса. Не исключено, что именно на основе этих нановолокон удастся создать кабель для космического лифта. В том же году команда американских ученых во главе с Ий Суи из Стэнфорда разработала специальное нанопокрытие для одежды, способное генерировать тепло.

Как сообщает статья, опубликованная в журнале NANO Letters, инновационный наноматериал (AgNW) представляет собой тонкую пленку, изготовленную на основе серебра. Покрытие наносится поверх обычной ткани, и образуется проводящая сеть, обеспечивающая термальную изоляцию. Но это еще не все: при необходимости материал способен вырабатывать дополнительное тепло и греть носителя одежды! Если вырабатывается хотя бы один вольт энергии, то температура поднимается до 40 градусов по Цельсию.

Нанобудущее

Нанотехнология — относительно молодая область науки, связанная с созданием объектов с заданной атомной структурой посредством манипулирования отдельными микрочастицами. Основоположником нанотехнологии считают знаменитого американского физика Ричарда Фейнмана, который, выступая в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества, предположил, что возможно механическое перемещение отдельных атомов с помощью манипуляторов соответствующего размера. Ученые утверждают, что основные открытия в этой сфере пока не сделаны. Тем не менее, существует уже немало успешных практических результатов исследований. По всей вероятности, устройства на основе наночастиц станут следующим шагом в развитии электроники и прочих наукоемких производств.