Vad är en nanomachine?

December 31

Nanomaskiner är mycket små maskiner, dimensioner eller komponenter som mäts i nanometer. En nanomachine kan vara större än 1000 nanometer, men vanligtvis inte större än 10.000 nanometer (10 mikron). Utforma och tillverka nano är ett mål i den stora och väl finansierad disciplin av nanoteknik, men många arbetare i nanoteknik tar mindre ambitiösa vägen utforma passiva nanomaterial. En nanomachine refererar till ett aktivt, fungerande system med nanokomponenter.

Den mänskliga kroppen är fylld med nano, utan tvekan utgör det mesta av sin massa. En cell kan betraktas som en nanomachine eftersom den består av nanokomponenter. En ännu mer uppenbart nanomachine vore ribosomer, molekylära fabriker som syntetiserar proteiner. Ribosomer är cirka 20 nanometer i diameter. Andra biologiska nano skulle vara bakterier och virus.

För närvarande, nano är fortfarande huvudsakligen i fas forsknings-och-utveckling, men forskarna är mycket hoppfull för deras långsiktiga potential. En nanomachine, meddelade i april 2008 av forskare från Nano Machine Center vid California Nanosystems Institute vid UCLA, kan släpper droger mot cancer i cellen när den aktiveras av ljus. Maskinen, som kallas en nanoimpeller, består av mesoporösa kiseldioxid nanopartiklar med sina porer belagda i azobensen, en kemikalie som kan växla mellan två olika lägen beroende på exponering för ljus. Interiören i nanoimpeller fylldes med ett läkemedel mot cancer, sedan in i humana cancerceller i kultur, där de smickrade av ljusexponering att släppa sin last. Att variera intensiteten och våglängden för ljuset gav forskarna exakt kontroll över deras nanomachine.

Andra intressanta nano har byggts av Nadrian Seeman labb vid New York University Institutionen för kemi. Använda DNA, har Dr Seeman producerat aktiva galler arrayer som alternativa mellan konfigurationer, och även en DNA "walker" som kan gå framåt på molekylära "ben." Seeman labb har visat mångsidighet DNA som byggmaterial för nano.

Även nano är bara på forskningsstadiet, kunde deras största långsiktiga effekter vara inom tillverkning, medicin, och militären. Om nano kunde lirkade in självreproducerande, eller skulle kunna byggas i stora mängder som använder självorganisering, och programmeras in samarbeta för att skapa objekt, kan de formas till en skräddarsydd tillverkning system med betydligt fler funktioner än något som finns i dag. En sådan hypotetisk skrivbordsenhet har kallats en Nanofactory.

  • Ribosomer är bara 20 nanometer i diameter.
  • Nanorobotik använder nanoteknik för att utveckla mikroskopiska robotar som är långt mindre i bredd än ett hårstrå.