• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare bygger roterande apparater i nanoskala med hjälp av tättslutande 3D-DNA-komponenter (med video)

    Design av en DNA-baserad roterande apparat. Kredit:(c) Vetenskapens framsteg (2016). DOI:10.1126/sciadv.1501209

    (Phys.org)—En trio forskare vid Technische Universität München har byggt en apparat i nanoskala som en dag skulle kunna fungera som grunden för en extremt liten motoriserad enhet. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg , teamet beskriver hur de byggde sin enhet, hur det fungerar, och var de planerar att ta den nya tekniken.

    Forskare drömmer om att bygga allt mindre motoriserade enheter som kan sprida sig inuti människokroppen och leverera mediciner till sjuka delar, toxiner till tumörer eller helt enkelt fungerar som hälsoövervakare, men ändå, sådana anordningar har ännu inte kommit till användning – men de kan komma närmare. I denna nya ansträngning, teamet i Tyskland har byggt en enhet baserad på syntetiska DNA-delar – den härmar, något, flagellas aktiviteter, de små armliknande bihangen som bakterier använder som paddlar för att röra sig. Den är bara 40 nanometer hög men innehåller tre huvuddelar, en vev som snurrar, ett axellager och en behållare för att hålla ihop de andra två delarna.

    Den har ännu ingen strömkälla, så det kan inte kallas en motoriserad enhet ännu, istället, den kan röra sig på grund av termisk energi som skapar kolliderande vattenmolekyler som i sin tur får veven att vrida – teamet kan inte heller kontrollera enhetens riktning ännu, men tror att de kan ha en lösning någon gång inom en snar framtid. De planerar att testa idéer med hjälp av laservärme, jonflöde eller till och med kemiska reaktioner för att få veven att vrida, och förhoppningsvis möjliggöra styrande riktning. Om de lyckas skulle en sådan liten motoriserad enhet vara användbar i mer än bara medicinska tillämpningar - den kan också möjligen användas för att driva kemiska synteser eller för att pumpa molekyler över barriärer.

    Monteringen av den roterande apparaten. Kredit:Philip Ketterer

    Den lilla enheten som byggts av teamet representerar det första exemplet på en biologiskt inspirerad nanomaskin som kan visa dynamiskt motorliknande beteende. Det representerar också ett steg framåt inom nanoarkitekturen – enheten byggdes molekyl för molekyl och är kanske det första steget mot utvecklingen av riktiga nanorobotar. De noterar också, att efter att ha sett sin enhet i aktion, det är inte svårt att föreställa sig sådana enheter som kör runt inuti människor, på ett sätt väldigt likt hur bakterier tar sig runt.

    En schematisk animering av den passiva roterande apparaten. Lagret runt rotorn blir också lätt sparkat runt av vattenmolekyler men det är styvt fäst vid ytan. (Vattenmolekylerna som rotorn blir sparkad av på grund av sin termiska energi visas inte explicit i filmen.) Kredit:Hendrik Dietz
    En schematisk representation av fritt spridande roterande apparat med förlängd vevspak. Kredit:Hendrik Dietz

    © 2016 Phys.org




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com