Новые публикации
Нанодвигатели – будущее медицины
Последняя редакция: 23.04.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Настоящий прорыв в медицине могут обеспечить различные наноприборы и сегодня уже существует ряд таких миниатюрных устройств, но эффективного источника питания к такого рода приборам еще не разработано. Ученые из Кембриджа немного заполнили пробелы в этой области и представили миниатюрные двигатели, которые работают от внешнего источника света.
Работа нанодвигателя напоминает действие пружины, сам двигатель состоит из золотых наночастиц, которые держатся на полимерном гелеобразном веществе, реагирующем на колебания температуры. При нагревании вещества лазером активное испарение влаги, вещество начинает сжиматься (словно пружинит) – в результате нанодвигатель накапливает энергию света и сохраняет её. После отключения источника света – в данном случае лазера – начинается охлаждение вещества и активное поглощение влаги. Накопленная энергия в результате высвобождается, а золотые частицы служат для увеличения эффекта создаваемой силы.
Сравнить разработанные кембриджскими специалистами устройства можно с крошечными подводными лодками из кинофильма «Фантастическое путешествие», в котором мини-лодки совершили путешествие по телу человека, чтобы убрать из сосудов сгусток крови, кроме того, нанодвигатели обладают довольно большой силой относительно собственного веса и словно муравьи способны перемещать большие «грузы».
Разработчики отмечают, что расширения вещества после отключения источника света происходит крайне быстро, что можно сравнить с микроскопическим взрывом. К такому эффекту приводят определенные силы, возникающие между молекулами вещества. Такие силы имеют довольно сильное проявление на микроскопическом уровне, тогда как в обычных условиях они почти не проявляются. Специалисты отметили, что именно такие силы помогают гекконовым ящерицам лазать по вертикальным поверхностям, а также вниз головой – в этом им помогают миллиарды маленьких волосков на поверхности конечностей.
Как отмечалось, нанодвигатель накапливает энергию света, большая часть которой преобразуется в энергию притяжения между молекулами геля и золотыми частицами. Когда энергия притяжения обрывается, сила высвобождения за счет золота, в несколько раз больше, в сравнении с обычным сжатием материала. По словам ученых, недостатком нанодвигателя на сегодняшний день является то, что энергия высвобождается одновременно во все стороны и сейчас усилия ученой группы направлены на поиск способа, который помог бы направить поток энергии в одном, нужном направлении.
Если ученые добьются своей цели и смогут управлять потоком высвобождаемой энергии в нанодвигателях, то такие устройства подойдут для управления наноботами, доставляющими лекарственные препараты к пораженным органам или участкам, а также для дистанционно управляемых инструментов, которые используются во время микрохирургических операций.
На данный момент команда специалистов из Кембриджа разрабатывает на основе нанодвигателей управляемые насосы и клапаны для чипов, которые используются в биодатчиках и диагностическом оборудовании.
[