Δημιουργήθηκε η μικρότερη μηχανή στον κόσμο
Μάιος 04, 2016Η νέα νανομηχανή, με την ονομασία ΑΝΤ (Actuating Nano-Transducer) ή «Μυρμήγκι», μπορεί να κινηθεί τρομερά γρήγορα και να ασκήσει μεγάλες δυνάμεις, πολύ μεγαλύτερες από άλλες μικροσκοπικές συσκευές.
Ερευνητές στη Βρετανία δημιούργησαν τη μικρότερη μηχανή στον κόσμο, μεγέθους μόλις λίγων νανομέτρων (δισεκατομμυριοστών του μέτρου), η οποία τροφοδοτείται με φως λέιζερ και κινείται σαν έμβολο.
Η νανομηχανή μπορεί μελλοντικά, μεταξύ άλλων, να αξιοποιηθεί στην ιατρική νανορομποτική, για να κινεί μικροσκοπικά ρομπότ (νανομπότ), που θα εισχωρούν ακόμη και στα ανθρώπινα κύτταρα για να καταπολεμούν τις ασθένειες. 'Αλλες πιθανές εφαρμογές είναι νανομηχανές που θα κινούνται στο νερό ή σε άλλα υγρά και θα αντιλαμβάνονται το περιβάλλον γύρω τους, λειτουργώντας ως κινούμενοι αισθητήρες.
Οι ερευνητές του Κέντρου Νανοφωτονικής του ιστορικού Εργαστηρίου Κάβεντις του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, με επικεφαλής τον καθηγητή Τζέρεμι Μπάουμπεργκ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS).
Η μηχανή αποτελείται από φορτισμένα νανοσωματίδια χρυσού, προσδεμένα μεταξύ τους με ένα πολυμερές υλικό σε μορφή γέλης που λέγεται pNIPAM και το οποίο είναι πολύ ευαίσθητο στις αλλαγές της θερμοκρασίας.
Όταν το υλικό αυτό θερμαίνεται με φως λέιζερ, τότε μέσα σε κλάσμα του δευτερολέπτου αποθηκεύει μεγάλες ποσότητες ελαστικής ενέργειας, καθώς αποβάλλει όλο το νερό από τη γέλη και συρρικνώνεται, με συνέπεια τα νανοσωματίδια χρυσού να προσκολλώνται σφιχτά μεταξύ τους.
Όταν όμως αντίθετα η συσκευή ψύχεται κάτω από τους 32 βαθμούς Κελσίου, το πολυμερές απορροφά νερό και φουσκώνει, με αποτέλεσμα -όπως σε ένα ελατήριο- τα νανοσωματίδια να απωθούνται απότομα μακριά το ένα από το άλλο, δημιουργώντας μια προωθητική δύναμη. Καθώς η θερμοκρασία αυξομειώνεται, η νανομηχανή κινείται σαν έμβολο.
Όπως δήλωσε ο ερευνητής δρ Τάο Ντινγκ, «είναι σαν μια έκρηξη, καθώς εκατοντάδες χρυσά σφαιρίδια απομακρύνονται απότομα το ένα από το άλλο μέσα σε ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, όταν τα μόρια του νερού φουσκώνουν τα πολυμερή υλικά γύρω τους».
«Γνωρίζουμε ότι το φως μπορεί να θερμάνει το νερό για να κινήσει τις ατμομηχανές. Τώρα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το φως για να κινήσουμε μια μηχανή σαν "πιστόνι" σε νανοκλίμακα» ανέφερε ο ερευνητής δρ Βεντσισλάβ Βάλεβ.
Η νέα νανομηχανή, με την ονομασία ΑΝΤ (Actuating Nano-Transducer) ή «Μυρμήγκι», μπορεί να κινηθεί τρομερά γρήγορα και να ασκήσει μεγάλες δυνάμεις, πολύ μεγαλύτερες από άλλες μικροσκοπικές συσκευές. Η ανά μονάδα βάρους ισχύς της είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερη από οποιασδήποτε άλλης μηχανής ή μυός. Είναι επίσης βιοσυμβατή, οικονομική στην παραγωγή της και ενεργειακά αποδοτική.
«Όπως τα πραγματικά μυρμήγκια, οι νανομηχανές ΑΝΤ παράγουν μεγάλη ισχύ σε σχέση με το βάρος τους. Η πρόκληση πλέον που αντιμετωπίζουμε, είναι πώς να ελέγξουμε αυτή την ισχύ για νανομηχανικές εφαρμογές», δήλωσε ο Μπάουμπεργκ.
Είπε ακόμη ότι το οριακό σημείο λειτουργίας της μηχανής θα μπορούσε να αναπροσαρμοσθεί από τους 32 στους 37 βαθμούς Κελσίου (όσο η θερμοκρασία του ανθρωπίνου σώματος), καθώς επίσης να αναζητηθεί μια εναλλακτική πηγή θερμότητας πέρα από το φως λέιζερ.
Οι ερευνητές ήδη συνεργάζονται με την Cambridge Enterprise, τον επιχειρηματικό «βραχίονα» του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, καθώς και με άλλες εταιρείες, προκειμένου να προχωρήσουν σε εμπορική αξιοποίηση της εφεύρεσής τους.
Ερευνητές στις ΗΠΑ δημιούργησαν μια μικροσκοπική μοριακή μηχανή σε νανοκλίμακα, η οποία αποτελείται από ένα τμήμα DNA με δύο πόδια.
Όπως ένας άνθρωπος, η νανο-μηχανή κινείται βάζοντας μπροστά το ένα πόδι και μετά το άλλο. Συνολικά, κατάφερε να κάνει έως 36 συνεχόμενα βήματα, κάθε φορά αποφασίζοντας μόνη της προς τα πού θα έκανε το επόμενο βήμα.
Το βάδισμα γίνεται αυτόνομα και με τυχαίο τρόπο προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, αντίθετα με άλλες νανο-μηχανές που ακολουθούν προδιαγεγραμμένες πορείες, προγραμματισμένες εκ των προτέρων από τους επιστήμονες. Μπορεί, επίσης, να κινηθεί πάνω σε ανώμαλες επιφάνειες, χωρίς να διαθέτει ειδικό προγραμματισμό γι' αυτό.
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τέξας-Όστιν, με επικεφαλής τον 'Αντριου Έλιγκτον, καθηγητή του Τμήματος Μοριακών Βιοεπιστημών, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό νανοτεχνολογίας "Nature Nanotechnology", δήλωσαν ότι «πρόκειται για σημαντικό βήμα προκειμένου να αναπτυχθούν νανο-μηχανές νουκλεϊκών οξέων, οι οποίες θα μπορούν αυτόνομα να δρουν σε μια ποικιλία συνθηκών, περιλαμβανομένου του ανθρωπίνου σώματος».
Μια τέτοια μηχανή θα μπορούσε μελλοντικά να χρησιμοποιηθεί για ιατρικές διαγνώσεις, π.χ. για την ανίχνευση καρκινικών κυττάρων μέσα στο σώμα. «Βαδιστές DNA» θα...κόβουν βόλτες πάνω στην επιφάνεια των οργάνων, ελέγχοντας συνεχώς κατά πόσο έχουν εμφανιστεί τα πρώτα καρκινικά κύτταρα.
Η έγκαιρη διάγνωση θα αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα για μια αποτελεσματικότερη θεραπεία. Η ίδια μηχανή θα ήταν δυνατό να αξιοποιηθεί και ως όχημα για την στοχευμένη μεταφορά φαρμάκων σε διάφορα σημεία του σώματος.
Η λεγόμενη «νανοτεχνολογία DNA» ασχολείται με τους «υπολογιστές από οργανική ύλη», όπου οι διάφοροι υπολογισμοί - στους οποίους περιλαμβάνεται και το βάδισμα- γίνονται από φυσικά-βιολογικά αντικείμενα/μηχανές και όχι από ηλεκτρονικές συσκευές.
Από το ΑΠΕ-ΜΠΕ
Στις νανοτεχνολογίες το λαμπρό μέλλον
Ιούλιος 06, 2015Για πρώτη φορά δημιουργείται στην Ελλάδα πλατφόρμα Νανοϊατρικής, η οποία θα διευκολύνει τη σύνδεση των ερευνητικών ιδρυμάτων και των πανεπιστημίων, που ασχολούνται με το αντικείμενο, με τους αποδέκτες τους δηλαδή τα νοσοκομεία, τους γιατρούς αλλά και τις φαρμακοβιομηχανίες της χώρας.
Την ίδια στιγμή, οι εφαρμογές και τα προϊόντα νανοτεχνολογίας αναμένεται να εκτιναχθούν στο μέλλον, ενώ η αγορά των νανοτεχνολογικών προϊόντων υπολογίζεται να διαμορφωθεί μέχρι το 2020 σε παγκόσμιο επίπεδο, στα 4-5 τρισεκατομμύρια δολάρια.
Τα παραπάνω έγιναν γνωστά στη διάρκεια του διεθνούς συνεδρίου «Nanotechnology 2015», που διεξάγεται για 12η συνεχή χρονιά στη Θεσσαλονίκη από το Εργαστήριο Νανοτεχνολογίας του τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.
Όπως εξήγησε η υπεύθυνη της πλατφόρμας, καθηγήτρια Βαρβάρα Καραγκιοζάκη, «στόχος της νεοσύστατης ελληνικής πλατφόρμας GR Nanomedicine, που αριθμεί ήδη 70 μέλη, είναι η παραγωγή των νανοϊατρικών καινοτόμων προϊόντων να περάσει στην κλινική πράξη».
Η νέα αυτή πλατφόρμα, βρίσκεται υπό την αιγίδα του δικτύου Nanonet που δημιουργήθηκε το 2003 από το Εργαστήριο Νανοτεχνολογίας του ΑΠΘ με υπεύθυνο τον καθηγητή Στέργιος Λογοθετίδη και έχει 370 μέλη από ολόκληρο τον κόσμο που ανταλλάσσουν καθημερινά πληροφορίες γύρω από τις Νανοεπιστήμες και τα Νανουλικά.
Η συμμετοχή στην ελληνική πλατφόρμα συνεχώς αυξάνεται και δείχνει τις δυνατότητες ανάπτυξης καινοτόμων προϊόντων που έχει η χώρα. Σε αυτήν περιλαμβάνονται ερευνητικά κέντρα, πανεπιστήμια, νοσοκομεία και φαρμακοβιομηχανίες. Στο πλαίσιο του συνεδρίου, στις 8 Ιουλίου, θα πραγματοποιηθεί και η πρώτη συνεδρίαση των συντελεστών της πλατφόρμας.
Το λαμπρό μέλλον της νανοτεχνολογίας προδιέγραψε ο καθηγητής Φυσικής του ΑΠΘ, Στέργιος Λογοθετίδης, τόσο σε ότι αφορά τις εφαρμογές της αλλά και την αγορά των προϊόντων της καθώς οι νανοεπιστήμες θα περιλαμβάνουν ολοένα και περισσότερους νέους τομείς, όπως ήδη διαφαίνεται, από την ιατρική μέχρι τα τρόφιμα.
Ο καθηγητής στην ομιλία του τόνισε την σπουδαιότητα που θα έχει η εξοικείωση του πληθυσμού στις ραγδαίες εξελίξεις της επιστήμης, ώστε η κοινωνία να είναι ενήμερη και να υιοθετήσει τα οφέλη της.
Άλλωστε, ήδη σε παγκόσμιο επίπεδο δραστηριοποιούνται περίπου 2.500 νέες εταιρείες στις νανοτεχνολογίες, με στόχο την ανάπτυξη νέων προϊόντων που θα διευκολύνουν την καθημερινότητα και θα δίνουν λύσεις σε θέματα τεχνολογίας.
Όσο για τους νέους τομείς που αναμένονται οι καινούριες εφαρμογές; Η βιοτεχνολογία, η ιατρική -με εστιασμένα φάρμακα και μηχανήματα μεγάλων δυνατοτήτων, η βιομηχανία τροφίμων- όπου γίνεται λόγος για έξυπνες συσκευασίες και βελτίωση γεύσης ποιότητας και διάρκειας είναι μερικές μόνο από αυτές.
efsyn.gr
Ροή Ειδήσεων
Ελλάδα
Δωδεκάνησα
Οικονομία
RSS