Cum Molecular Legos deschide ușa spre adevărata nanotehnologie

Roboții sunt reci. Roboții care funcționează la nivel molecular? Aceștia sunt chiar mai răcoroși - și nu există nici o limită a ceea ce ar putea realiza.

În timp ce știința a fost fascinată de blocurile imposibil de mici ale lumii de-a lungul a sute de ani, numai din anii '80 înțelegerea științifică și dezvoltarea tehnologică au permis cu adevărat ca domeniul nanoscienței să fie un domeniu activ de cercetare.

Ne-am obișnuit să ne gândim la roboți impresionanți ca fiind incredibil de mari sau incredibil de complexi, dar evoluții noi și interesante au lăsat pe nanorobotici să se redefinească complet în multe domenii ale științei și tehnologiei.

Doar cât de mici vorbim, exact?

Nanorobotica se ocupă cu materiale la nivel molecular și mai mici, ceea ce înseamnă că nanoroboturile lucrează cu atomi, proteine, molecule și celule individuale.

Una dintre cele mai ușoare căi de a înțelege de ce este atât de importantă nanoștiința este să ne gândim la toți acei atomi nanoscopici ca blocuri LEGO.

La fel ca LEGO, atomii și moleculele pot fi combinate în nenumărate moduri pentru a crea ceva în lumea naturală și această capacitate deschide ușa pentru a influența literalmente fiecare aspect al vieții noastre.

Dacă analogia LEGO nu funcționează, Big Hero 6 “Microbots” sunt o altă modalitate destul de bună de a conceptualiza nanoroboții - amintiți-vă doar că nanoroboturile sunt de câteva milioane de ori mai mici decât microboturile fictive!

Ce fac nanoroboturile?

Nanotehnologia ne-a permis deja să facem materiale mai puternice și mai durabile prin manipularea structurilor moleculare și a fost o forță motrice în spatele multor tehnologii moderne (inclusiv filmul din plastic care formează laptopul sau ecranul telefonului!).

Cercetarea nanorobotică are un accent diferit, iar aplicațiile sale sunt mult mai interesante.

Progresele recente ale cercetării au creat nanoroboturi care sunt capabile să efectueze funcții extrem de specializate la nivel nanoscopic. Unele nanoroboturi acționează ca întrerupătoare, altele ca pompe și altele ca motoare care pot propulsa nanorobotul în spațiu și prin lichid.

Aceste mașini moleculare înșelătoare simple pot fi folosite pentru a construi polipeptide personalizate din aminoacizi; să utilizeze reacțiile chimice cu timpi atenți “mers pe jos” în medii prea mici sau prea ostile pentru alte mecanisme; și să acționeze ca o cale de a transfera moleculele cheie de la un loc la altul.

Multe aplicații ale nanorobotilor redefinesc deja tehnologia, medicina și știința mediului - și nanoroboturile sunt într-adevăr în fază incipientă atunci când luați în considerare tot ce ar putea realiza în viitor!

Cum arata viitorul nanorobotilor??

Nanorobot Computers

Terminalele Nanorobot au fost în curs de dezvoltare începând cu anul 1994, care sunt sensibile la lumină și chimică, determinând influența creatorilor atunci când sunt (sau nu) își îndeplinesc funcția dorită.

O altă aplicație excelentă a comutatoarelor? Baze de date de calcul.

În prezent, cercetătorii lucrează pentru a codifica informațiile în nanorobot în același mod în care ar fi într-un calculator mai mare. Nanoroboturile au reușit deja să efectueze sarcini de stocare / recuperare a memoriei la un nivel de bază, dar în viitorul apropiat această tehnologie va fi utilizată pentru a crea celule de memorie de înaltă densitate care pot stoca cantități imposibil de mari de informații într-un spațiu fizic imposibil de mic.

Nanorobot Cancer Treatments

Nanotehnologia se schimba in medicina Cum nanotehnologia schimba viitorul medicinei Cum Nanotehnologia schimba viitorul medicinei Potentialul nanotehnologiei este fara precedent. Adevărații asamblori universali vor aduce o schimbare profundă în starea umană. Desigur, există încă un drum lung de parcurs. Citiți mai multe și se schimbă repede. Nanorobots oferă medicilor șansa de a trata bolile la sursa lor moleculară, iar această oportunitate este de neegalat de orice medicament de pe piață.

Întreruptoarele Nanorobot care sunt sensibile la o anumită lungime de undă sunt luate în considerare pentru tratamentul cancerului. Un tratament potențial este prea periculos pentru utilizarea în forma sa actuală, deoarece nu poate face diferența între celulele canceroase și cele non-canceroase.

Borowiak și colab. Sugerează că, dacă un tratament nanorobot sensibil la lumină a fost inclus în tratament, o zonă cu o lățime de aproximativ 10 micrometri ar putea fi vizată cu o sursă de lumină. Lumina ar determina comutarea nanorobotului “flip-”, activând compusul într-un mod care ar elimina numai celulele canceroase vizate, permițând totodată supraviețuirea celulelor sănătoase. Cu toate acestea, cel mai bun, dacă aceste switch-uri au fost reutilizabile, acest lucru ar putea reduce foarte mult cantitatea de proceduri invazive pe care o persoană care suferă de tratamente pentru cancer ar trebui să se confrunte!

Nanorobot, M.D..

Un alt potențial medical deosebit se bazează foarte mult pe motoarele nanorobot care pot fi controlate de la distanță pentru a furniza medicamente într-o locație exactă în organism. Aceste motoare sunt realizate de obicei prin crearea unei reacții chimice care propulsează robotul printr-un lichid. Până de curând, aceste motoare s-au bazat adesea pe reacții chimice care nu erau sigure pentru uz uman.

Evoluțiile recente în motoarele nanorobot de Gao et al le-au făcut mult mai sigure! Motoarele nanorobot mici pot fi create prin reacția unui nucleu de zinc al motorului nanorobot în formă de tub cu acidul stomacal - o reacție chimică sigură care poate permite eliberarea rapidă a medicamentelor în mucoasa stomacului. Până în prezent, această procedură a fost testată doar cu șobolani, dar până acum studiile sunt promițătoare.

De asemenea, sunt dezvoltate nanoroboturi magnetice care, rapid (în câteva secunde!), Pot furniza medicamente prin fluxul sanguin cu ajutorul unui câmp magnetic (prezentat în videoclipul de mai jos)

Nanorobot în mediul înconjurător

O mulțime de cercetări nanorobot se concentrează asupra proceselor de micșorare a proceselor, dar există o valoare egală în privința influenței acestora și pe scară macro. Sute de mii de nanoroboti microscopici care lucreaza impreuna intr-un efort coordonat ar putea fi singura noastra speranta de a salva mediul inconjurator 5 Moduri de tehnologie va salva mediul inconjurator 5 moduri de tehnologie va salva mediul Tehnologia este adesea vazuta ca un ticalos anti-ecologie - dar stiai că tehnologia avansată este folosită, chiar acum, în conservarea de vârf? Citeste mai mult .

O cantitate semnificativă de cercetare în domeniul nanotehnologiei de mediu se concentrează asupra faptului dacă nanoroboturile pot fi de ajutor pentru a remedia poluarea. Poluarea a atins niveluri de criză în locuri precum China, iar nanorobotul suficient de ușor pentru a se ridica în aer ar putea să capteze poluanții la nivel nanoscopic sau să fie distribuit în fabricile producătoare de emisii pentru a opri poluarea la sursă.

În mod similar, există speranță că vor fi dezvoltate nanoroboturi care pot fi eliberate în masă pentru a lupta împotriva dezastrelor, cum ar fi scurgerile de petrol. Prin lucrările recente de predare a nanobotului de a acționa colectiv, este posibil ca fiecare motor nanorobot să poată aborda moleculele individuale de ulei în timp ce lucrează în colaborare cu toate celelalte nanoboturi eliberate în același scop.

O oportunitate incredibilă finală care se prezintă cu nanotehnologia în mediul natural este potențialul lor de a crea apă potabilă curată. Multe zone de pe Pământ suferă în prezent de lipsa de apă proaspătă și proaspătă, o problemă pe care nanorobotul o poate rezolva. Este foarte posibil ca nanoroboturile să fie capabile să elimine bacteriile și alți contaminanți din sursele de apă necurate, economisind potențial un număr mare de vieți.

Există o mulțime de locuri de muncă care vor fi preluate de roboți Ce se întâmplă atunci când roboții pot face toate locurile de muncă? Ce se întâmplă când robotii pot face toate locurile de muncă? Roboții devin din ce în ce mai inteligenți - ce se întâmplă atunci când pot face orice loc de muncă mai bun și mai ieftin decât ființele umane? Citiți mai multe, dar oamenii nu mai sunt suficienți atunci când vine vorba de munca care trebuie făcută în mediul înconjurător, așa că este interesant să vedem că acest domeniu poate fi revitalizat prin nanotehnologie!

Nanorobot în sport

Oamenii de știință sunt oamenii mei preferați. Doar sunt.

Oamenii de stiinta de la Institutul National de Stiinta si Tehnologie (NIST) au dezvoltat nanoroboturi care pot juca un joc solid de fotbal folosind un bob de orez ca si campul lor si o minge cu o latime mai mica decat un fir de par uman ca minge. Nanoroboturile sunt controlate de câmpuri magnetice sau semnale electronice și sunt fabricate din materiale precum aluminiu, aur și siliciu.

Aș vrea să cred că acesta este scopul lor final, dar adevărul este că jocurile de acest gen ajută oamenii de știință să măsoare ceea ce sunt capabili de nanorobot (inclusiv agilitatea, manevrabilitatea și capacitatea de reacție) și să-și ajusteze designul.

Ce Else este pe orizont?

Una dintre cele mai interesante părți ale nanotehnologiei este aceea că, în ceea ce privește științele, am zgâriat abia suprafața cu potențialul său în ultimii treizeci de ani.

Gândindu-te la potențialul de influență pe care îl pot avea aceste nanoroboturi este inspirat, incredibil ... și puțin terifiant. Există o mulțime de sentimente anti-robot în lume Demisia lui HitchBot dovedeste că SUA nu este pregătită pentru robot Demisia lui HitchBot demonstrează că SUA nu este pregătită pentru roboți Citiți mai mult și se extinde cu siguranță la nanorobot. Criticii nanotehnologiei își exprimă adesea îngrijorarea cu privire la utilizarea nanoroboturilor pentru a avea un impact negativ asupra sănătății umane și asupra potențialului lor de arme.

Aceste critici sunt valabile și va fi important să se asigure că puterile nanotehnologiei sunt folosite pentru bine, mai degrabă decât pentru rău.

În acest caz, totuși, bunul care poate ieși din nanorobot pentru sănătatea umană, tehnologie, mediu și sporturi microscopice nu depășește cu siguranță riscurile?

Ce credeți că va fi cea mai interesantă utilizare a nanotehnologiei?? Aveți vreo îngrijorare cu privire la utilizarea sa?

Credit de imagine: ADN Lego de Michael Knowles prin Flickr, Mirexon prin Shutterstock.com; ktsdesign prin Shutterstock.com

Explorați mai multe despre: Tehnologia Bionic, Știința Geeky, Robotica, Science Fiction.