BZ!: Nanotechnológie okolo nás

titulka.jpg Na­no­tech­no­ló­gie sú tech­no­lo­gic­ké me­tó­dy, kto­rým sa pred­po­ve­dá veľ­ká bu­dúc­nosť. Sú to tech­no­ló­gie, pri kto­rých do­chá­dza k zá­mer­nej ma­ni­pu­lá­cii hmo­ty na ato­már­nej, resp. mo­le­ku­lár­nej úrov­ni. Vý­sled­kom ta­kej­to ma­ni­pu­lá­cie sú kon­fi­gu­rá­cie, kto­rých naj­men­ší roz­mer sa po­hy­bu­je na úrov­ni na­no­met­rov, te­da mi­liardtín met­ra či­že mi­lión­tin mi­li­met­ra. Pres­nej­šie, ich zá­ujem sa sús­tre­ďu­je na štruk­tú­ry s roz­mer­mi od 0,1 nm až zhru­ba do 100 nm, te­da od roz­me­ru ató­mu až po ob­jek­ty veľ­ké ako ví­ru­sy. Na po­rov­na­nie: ľud­ský vlas je op­ro­ti tým­to štruk­tú­ram monštrum s prie­me­rom 80 000 nm a dĺžkou, kto­rá vý­raz­ne pre­sa­hu­je zá­ujem na­no­tech­no­ló­gií.

Niek­to­ré de­fi­ní­cie sa opie­ra­jú naj­mä o spô­sob, ako sa k hmo­te pris­tu­pu­je, a ho­vo­ria, že na­no­tech­no­ló­gie sú tech­no­ló­gie, kto­ré sa za­obe­ra­jú stav­bou mak­ros­ko­pic­kých te­lies atóm po ató­me. To nám dá­va mož­nosť vy­tvá­rať no­vé che­mic­ké lát­ky, ma­te­riá­ly, mik­ros­tro­je a ďal­šie vý­rob­ky, kto­ré by sme inak ne­do­ká­za­li vy­ro­biť. Jed­no­du­chým prík­la­dom, na kto­rom mož­no ilus­tro­vať po­ten­ciál na­no­tech­no­ló­gií, je roz­diel v dvoch prí­rod­ných pro­duk­toch, kto­rý­mi sú tu­ha a di­amant. Od­liš­ným us­po­ria­da­ním ató­mov uh­lí­ka v pries­to­re vzni­ka­jú dva vý­raz­ne od­liš­né pro­duk­ty. Je­den z nich je čier­ny, mäk­ký a má níz­ku ce­nu, dru­hý je, nao­pak, naj­tvr­dším ne­ras­tom a je­ho ce­na je ne­zried­ka ne­vy­čís­li­teľ­ná.

Dru­hý čas­to uvá­dza­ný prík­lad sú in­teg­ro­va­né ob­vo­dy. Sú vy­ro­be­né na bá­ze kre­mí­ka a mi­ni­mál­ne­ho množ­stva prí­me­so­vých pr­vkov. Aký prie­past­ný je však roz­diel me­dzi mik­rop­ro­ce­so­rom vy­ko­ná­va­jú­cim stá­mi­lió­ny inštruk­cií za se­kun­du a kre­mí­kom ulo­že­ným v zr­nieč­kach pies­ku púš­tnych dún. Aj v tom­to prí­pa­de je roz­diel naj­mä v us­po­ria­da­ní ató­mov v pries­to­re. Aj keď tie­to dva prík­la­dy nei­lus­tru­jú cel­kom to, čím sa na­no­tech­no­ló­gie za­obe­ra­jú, sú dob­ré na uve­do­me­nie si to­ho, ako vý­znam­ne ov­plyv­ňu­je kva­li­tu hmo­ty pries­to­ro­vé us­po­ria­da­nie ató­mov. Na­no­tech­no­ló­gie sú ako tak­mer všet­ky sú­čas­né prog­re­sív­ne ve­dy inter­dis­cip­li­nár­ne. Za­sa­hu­jú tak do fy­zi­ky, ako aj chémie. Ro­zoz­ná­va­me na­no­fy­zi­ku, na­no­chémiu, na­noop­ti­ku, na­no­bio­ló­giu, na­no­me­cha­ni­ku, na­no­me­di­cí­nu atď. Po­hy­bu­jú sa na ta­kej úrov­ni stav­by hmo­ty, kde tre­ba brať do úva­hy fy­zi­kál­ne ja­vy, kto­ré v na­šom bež­nom „mak­ros­ko­pic­kom“ ži­vo­te nev­ní­ma­me, ako sú kvan­to­vé vlas­tnos­ti lá­tok.

Pr­vou ob­las­ťou ma­so­vé­ho na­sa­de­nia mik­ro­sen­zo­rov vy­uží­va­jú­cich na­no­tech­no­ló­gie sa stal dob­re zná­my air­bag. Pr­vé air­ba­gy dis­po­no­va­li elek­tro­ni­kou a naj­mä sen­zor­mi, kto­ré bo­li ta­ké veľ­ké, že ne­bo­lo mož­né ich umies­tniť pria­mo do konštruk­cie air­ba­gu. Na­chá­dza­li sa pod ka­po­tou vo­zid­la za pred­nou mas­kou. V ta­kom­to us­po­ria­da­ní však ne­bo­lo mož­né de­te­go­vať ná­raz zbo­ku, a te­da sa ne­moh­li vy­užiť ani boč­né air­ba­gy. Na­no­tech­no­ló­gie umož­ni­li zmen­šiť sen­zo­ry až na de­sa­ti­nu ich pô­vod­nej veľ­kos­ti, vďa­ka čo­mu tvo­ria s air­ba­gom kom­pakt­ný ce­lok. Ot­vo­ri­la sa tak mož­nosť mon­to­vať air­ba­gy na ľu­bo­voľ­né mies­to v auto­mo­bi­le.

V me­di­cí­ne sa nap­rík­lad oča­ká­va mož­nosť za­ve­de­nia mik­ro­ro­bo­tov do ľud­ské­ho te­la. Tie by bo­li schop­né pu­to­vať kr­vou a iden­ti­fi­ko­vať jed­not­li­vé štruk­tú­ry, či už ako pri­ná­le­žia­ce ľud­ské­mu te­lu, poš­ko­de­né ele­men­ty, ale­bo cu­dzie štruk­tú­ry. Na­no­ro­bo­ty by tak ma­li po­môcť imu­nit­né­mu sys­té­mu bo­jo­vať pro­ti ná­ka­ze, s kto­rou si ne­vie ra­dy, ale­bo op­ra­vo­vať poš­ko­de­né tka­ni­vá. Vý­znam­nou mie­rou by sa ma­li po­die­ľať aj na pro­duk­cii lie­čiv.

Všeo­bec­ne dô­le­ži­tá je mož­nosť návr­hu a reali­zá­cie sen­zo­rov. Veľ­mi per­spek­tív­na je ob­lasť sen­zo­rov ply­nov a je­do­va­tých lá­tok v sto­po­vých množ­stvách. Koz­mic­ký prie­my­sel si sľu­bu­je od na­no­tech­no­ló­gií nap­rík­lad mik­ro­ro­bo­ty, kto­ré bu­dú neus­tá­le sle­do­vať povrch koz­mic­kých lo­dí a op­ra­vo­vať drob­né de­fek­ty vzni­ka­jú­ce po ná­ra­zoch mik­ro­me­teo­ri­tov.

Na­no­rúr­ky
Me­dzi po­zo­ru­hod­né ob­las­ti vý­sku­mu v rám­ci na­no­tech­no­ló­gií pa­tria na­no­rúr­ky. Mno­hý­mi pa­ra­met­ra­mi pred­stih­nú kla­sic­ké ma­te­riá­ly sto-, nie­ke­dy aj ti­síc­ná­sob­ne. Sú sil­nej­šie ako oceľ, pri­tom pruž­né ako plast, ve­dú elek­tric­ký prúd lep­šie ako aký­koľ­vek iný ma­te­riál. Sľu­bu­jú ve­ľa prev­rat­ných zmien vo via­ce­rých ob­las­tiach prie­mys­lu. Naj­jed­no­duch­šie si ich mož­no pred­sta­viť ako vrstvu štruk­tú­ry gra­fi­tu, kto­rá je skrú­te­ná do tva­ru rúr­ky. Na­no­rúr­ky mô­žu byť aj viac­sten­né, keď sa skla­da­jú z via­ce­rých zro­lo­va­ných vrs­tiev gra­fi­tu, pri­čom tak­to us­po­ria­da­né na­no­rúr­ky ma­jú spo­loč­nú os. Vo viac­sten­ných je me­dzi jed­not­li­vý­mi na­no­rúr­ka­mi veľ­mi níz­ke tre­nie. Je to veľ­mi vý­znam­ná ki­ne­tic­ká vlas­tnosť na­no­rú­rok, vy­uži­teľ­ná vo veľ­mi pres­ných lo­žis­kách na mo­le­ku­lo­vej úrov­ni, čo má veľ­ký vý­znam pri tvor­be extrém­ne ma­lých me­cha­niz­mov.

V po­čia­toč­ných fá­zach vý­sku­mu bo­li sle­do­va­né uh­lí­ko­vé na­no­rúr­ky, dnes, ho­ci uh­lík stá­le pre­va­žu­je, bo­li expe­ri­men­tál­ne vy­tvo­re­né aj z kre­mí­ka, zla­ta, strie­bra, me­di ale­bo z iných pr­vkov.

Na­no­rúr­ky sa vy­zna­ču­jú nez­vy­čaj­nou pev­nos­ťou. Sú až sto­ná­sob­ne pev­nej­šie ako oceľ, pri­čom sú šes­ťná­sob­ne ľah­šie. Na po­rov­na­nie: kev­lar, ma­te­riál pou­ží­va­ný pri konštruo­va­ní ne­pries­trel­ných viest ale­bo mem­brán rep­ro­duk­to­rov, je iba päť­ná­sob­ne pev­nej­ší ako oceľ pri rov­na­kej hmot­nos­ti. Sú­čas­ne sú na­no­rúr­ky vy­ni­ka­jú­ci­mi vo­dič­mi elek­tric­ké­ho prú­du a tep­la. Pri vhod­nom che­mic­kom zlo­že­ní pros­tre­dia a dodr­ža­ní ďal­ších pod­mie­nok, ako je nap­rík­lad vhod­ná kon­cen­trá­cia na­no­rú­rok, sú schop­né sa­moor­ga­ni­zo­va­nia sa do zlo­ži­tej­ších štruk­túr. Jed­novrstvo­vé na­no­rúr­ky sú schop­né sa­moop­ra­vo­va­nia. Chý­ba­jú­ci atóm uh­lí­ka v štruk­tú­re je to­tiž nah­ra­de­ný po­su­nom iných ató­mov tak, aby štruk­tú­ra na­no­rúr­ky zos­ta­la v per­fek­tnom sta­ve.

Na­no­rúr­ky by sa moh­li stať sú­čas­ťou špe­ciál­nych textí­lií. Da­li by sa tak vy­užiť ich me­cha­nic­ké vlas­tnos­ti, naj­mä pev­nosť, ako aj elek­tric­ké vlas­tnos­ti, kto­ré po­mô­žu vo vy­tvo­re­ní tzv. in­te­li­gen­tných tka­nín. Pev­nosť na­no­rú­rok je vy­uži­teľ­ná v tka­ni­nách ur­če­ných pre ob­ran­ný prie­my­sel. Po­čí­ta sa s ich up­lat­ne­ním v ne­pries­trel­ných ves­tách, kde by moh­li nah­ra­diť kev­lar. Ved­com z Texas­kej uni­ver­zi­ty sa po­da­ri­lo vy­tvo­riť vlák­na na­no­rú­rok, kto­ré sú až 17-krát sil­nej­šie ako kev­lar a do­kon­ca až 4-krát sil­nej­šie ako vlák­na pa­vu­čín. Po­čí­ta sa aj s tka­ni­na­mi chrá­nia­ci­mi pred účin­ka­mi vý­bu­chov. 

canyon_xxl1.jpg


Je­den z prob­lé­mov pri konštruo­va­ní e-textí­lií je ten, že vo­di­če, kto­ré mu­sia byť do nich vot­ka­né, sú me­cha­nic­ky na­má­ha­né a čas­to sa lá­mu, čím tka­ni­nu zne­hod­no­cu­jú. Na­no­rúr­ky po­nú­ka­jú v tej­to ob­las­ti vy­ni­ka­jú­ce rie­še­nie, pre­to­že ok­rem svo­jich elek­tric­kých vlas­tnos­tí dis­po­nu­jú aj pot­reb­nou me­cha­nic­kou od­ol­nos­ťou.

Elek­tro­nic­ké textí­lie by moh­li ob­sa­ho­vať sen­zo­ry a vo­di­če a ma­li by dať mož­nosť mo­ni­to­ro­vať tak stav pros­tre­dia, v kto­rom sa na­chá­dza­jú, ako aj zá­klad­né pa­ra­met­re ľud­ské­ho te­la v prí­pa­de, ak z nich bu­de uši­tý od­ev. Tie­to vlas­tnos­ti by do­ká­za­la vy­užiť ar­má­da pri mo­ni­to­ro­va­ní sta­vu bo­jis­ka, ako aj zdra­vot­né­ho sta­vu vo­ja­kov. Ale to už je na úrov­ni fan­tá­zie...

Všes­tran­nosť na­no­rú­rok mož­no do­ku­men­to­vať aj ich vy­uži­tím pri konštruo­va­ní ume­lé­ho sva­lu. Pri rov­na­kom prie­me­re ži­vých sva­lo­vých vlá­kien a na­no­rúr­ko­vých sva­lov preu­ká­za­li na­no­rúr­ky až sto­ná­sob­ne vy­ššiu si­lu sťa­hu. Ako z rí­še roz­prá­vok znie in­for­má­cia, že na­no­rúr­ky by sa moh­li pou­žiť ako mi­nia­túr­ne skú­mav­ky. Na­no­rúr­ka, kto­rá je na jed­nom svo­jom kon­ci uzav­re­tá po­lo­vi­cou mo­le­ku­ly fu­le­ré­nu, má to­tiž pres­ne ta­ký­to tvar. Na­nos­kú­mav­ka by sa moh­la vy­užiť na skú­ma­nie reak­cií mo­le­kúl, pri­čom skú­mav­ka je vo vzťa­hu k nim iner­tná a jej ka­pa­ci­ta do­vo­ľu­je vzá­jom­nú reak­ciu iba nie­koľ­kých mo­le­kúl. Na­no­rúr­ky by moh­li slú­žiť aj ako ih­ly pre na­noin­jek­čné strie­kač­ky, schop­né pre­pich­núť bun­ko­vú ste­nu a dop­ra­viť do bun­ky pres­ne de­fi­no­va­né množ­stvá lie­kov.

Na­no­rúr­ky umož­ňu­jú spev­niť niek­to­ré kla­sic­ké ma­te­riá­ly a vy­ba­viť vo­di­vos­ťou lát­ky, o kto­rých by to nik­to nep­red­pok­la­dal. Mož­no ich vy­užiť na spev­ne­nie plas­tov pou­ží­va­ných pri vý­ro­be auto­mo­bi­lov, a to až do ta­kej mie­ry, že v bu­dúc­nos­ti by sa zrej­me da­li skonštruo­vať auto­mo­bi­ly, kto­rých ka­ro­sé­ria by sa ne­ma­la zde­for­mo­vať pri ná­ra­zoch ani v prí­pa­de, ak bu­dú rých­los­ti auto­mo­bi­lov extrém­ne. Na­no­rúr­ky, kto­ré by sa ma­li stať sú­čas­ťou špe­ciál­nych ná­te­rov, by umož­ni­li uk­ryť pred ra­dar­mi lie­tad­lá ale­bo lo­de. Chémia ich mô­že vy­užiť aj ako zá­sob­ní­ky vo­dí­ka, udr­žia 5 – 10 hmot­nos­tných per­cent toh­to pr­vku. 

1.png

Na­nok­ryš­ta­lic­ký a mik­rok­ryš­ta­lic­ký di­amant na kre­mí­ko­vom substrá­te, kto­rý je ak­tív­nou vrstvou v sen­zo­ric­kých sys­té­moch na de­tek­ciu ťaž­kých ko­vov, DNA, bu­niek a pod.

2.png


Časť sie­te vy­tvo­re­nej na­no­rúr­ka­mi a pri­ro­dze­né na­no­rúr­ko­vé spo­je vy­tvo­re­né me­dzi čas­ti­ca­mi ka­ta­ly­zá­to­ra že­le­zi­té­ho zeo­li­tu. Je to vý­ni­moč­ný jav kon­tak­to­va­nia na úrov­ni na­noš­truk­túr.


Od­vrá­te­ná tvár
Pre ve­ľa lai­kov sú na­no­ma­te­riá­ly a na­no­tech­no­ló­gie vďa­ka rôz­nym for­mám sci-fi op­ra­de­né rúš­kom ta­jom­stva a vy­vo­lá­va­jú pri­ro­dze­ný strach z nez­ná­me­ho. Žiaľ, mno­hé z obáv spo­je­ných s ma­ni­pu­lá­cia­mi na mo­le­ku­lár­nej úrov­ni vô­bec nie sú ne­pod­lo­že­né. Zbra­ne, kto­ré do­ká­žu pra­co­vať na úrov­ni ató­mov, sa mô­žu stať ove­ľa ni­či­vej­ší­mi a hlav­ne dos­tup­nej­ší­mi ako dnes zná­me for­my. Po­pu­lár­ne prík­la­dy sú me­dziiným ume­lý hmyz ne­sú­ci smr­teľ­nú dáv­ku je­du, mik­ros­ko­pic­ké po­čí­ta­če či ma­te­riá­ly ne­za­chy­ti­teľ­né ra­da­rom. Na roz­diel od jad­ro­vých zbra­ní sú tie na­no­tech­no­lo­gic­ké ove­ľa ťaž­šie kon­tro­lo­va­teľ­né, jed­no­duch­šie a lac­nej­šie na vý­ro­bu a efek­tív­nej­šie pro­ti vy­bra­né­mu cie­ľu. Oso­bit­ná ka­te­gó­ria sú obá­va­né sa­mo­rep­li­ku­jú­ce sa sys­té­my, kto­ré ma­jú po vy­mknu­tí sa spod kon­tro­ly veľ­ký po­ten­ciál pá­chať ško­dy. Do­siaľ ne­vie­me, aké zdra­vot­né prob­lé­my mô­žu na­no­tech­no­ló­gie pri­niesť. Pr­vé po­ku­sy v tom­to sme­re uká­za­li, že opatr­nosť je na­mies­te. Pod­ľa vý­sled­kov jed­né­ho z vý­sku­mov nap­rík­lad fu­le­ré­ny, na­no­tech­no­lo­gic­ky pro­du­ko­va­né mak­ro­mo­le­ku­ly, do­ká­žu už v ma­lej kon­cen­trá­cii poš­ko­dzo­vať mo­zog ry­bi­čiek a za­prí­či­niť vy­mie­ra­nie ty­pic­kých or­ga­niz­mov vod­né­ho pros­tre­dia, ako sú nap­rík­lad daf­nie. Tie­to vý­sku­my preu­ká­za­li poš­ko­de­nie moz­gu 17-ná­sob­ne väč­šie ako v prí­pa­de ry­bi­čiek ži­jú­cich v čis­tom pros­tre­dí.

Ne­bez­pe­čen­stvo spo­čí­va aj v pro­duk­cii veľ­ké­ho množ­stva mik­ro­za­ria­de­ní, kto­ré roz­prá­ši­me do pros­tre­dia. Tie ne­bu­dú roz­lo­ži­teľ­né mož­no až po dl­hé stá­ro­čia a pri­tom kon­cen­trá­cia tých­to čas­tíc v prí­ro­de sa bu­de zvy­šo­vať a mô­že spô­so­biť váž­ne eko­lo­gic­ké prob­lé­my. To­to nie sú iba ku­vi­čie hla­sy, do­ka­zu­je to aj váž­nosť, s akou v tom­to sme­re pris­tu­pu­jú k na­no­tech­no­ló­giám vlá­dy jed­not­li­vých štá­tov, pri­čom sa sna­žia re­gu­lo­vať ich pou­ží­va­nie už v po­čia­toč­ných fá­zach roz­ma­chu. Kon­tro­lu po­ža­du­jú aj ved­ci za­obe­ra­jú­ci sa ich vý­vo­jom. Zdra­vot­né ri­zi­ká nap­rík­lad pri­nú­ti­li or­ga­ni­zá­cie za­obe­ra­jú­ce sa kon­tro­lou pot­ra­vín a lie­čiv k to­mu, aby zva­žo­va­li, či ne­zahr­nú pod svo­ju kon­tro­lu vy­uži­tie kaž­dej mo­le­ku­ly, kto­rá vzí­de z na­no­tech­no­lo­gic­ké­ho vý­sku­mu.

Ba­té­rie z pa­pie­ra
Ved­com zo Stan­for­dskej uni­ver­zi­ty v Ka­li­for­nii sa po­da­ri­lo vy­užiť na­no­tech­no­ló­giu na vy­tvo­re­nie veľ­mi ľah­kej a ohyb­nej ba­té­rie z pa­pie­ra. Vý­skum­ný tím ba­té­riu vy­tvo­ril pok­ry­tím ku­sa pa­pie­ra at­ra­men­tom vy­ro­be­ným z uh­lí­ko­vých na­no­rú­rok a strie­bor­ných na­nov­lá­kien. Pa­pie­ro­vá ba­té­ria je navr­hnu­tá tak, že na­priek jej ohý­ba­niu, stlá­ča­niu či do­kon­ca na­má­ča­niu do kys­lé­ho roz­to­ku je stá­le za­is­te­ná jej pl­ná fun­kčnosť. Pod­ľa uni­ver­zit­ných vý­sku­mov je pa­pie­ro­vý su­per­kon­den­zá­tor schop­ný vy­dr­žať až 40-ti­síc na­bí­ja­cích a vy­bí­ja­cích cyk­lov, te­da ove­ľa viac, ako je to pri lí­tio­vých ba­té­riách.

Ko­niec che­mo­te­ra­pie?
Na­no­čas­ti­ce, kto­ré navr­hol prof. J. Ma­nuel Pe­rez a je­ho ko­le­go­via na Uni­ver­si­ty of Cen­tral Flo­ri­da, by moh­li jed­né­ho dňa náj­sť a ni­čiť ná­do­ry, čo by pa­cien­tov os­lo­bo­di­lo od toxic­kej che­mo­te­ra­pie ce­lé­ho te­la. Pe­rez a je­ho tím pou­ži­li pri vý­sku­me bun­ko­vých kul­túr liek na­zý­va­ný Taxol, pre­to­že je to je­den z naj­čas­tej­šie pou­ží­va­ných príp­rav­kov che­mo­te­ra­pie. Taxol má bež­ne množ­stvo ne­žia­du­cich účin­kov, pre­to­že v te­le ok­rem ra­ko­vi­no­vých bu­niek ni­čí aj zdra­vé tka­ni­vá. Na­no­čas­ti­ce ne­sú­ce Taxol, kto­ré navrh­li v Pe­re­zo­vom la­bo­ra­tó­riu, sú mo­di­fi­ko­va­né tak, že do­da­jú liek len do cho­rej bun­ky, čo do­vo­ľu­je lie­čiť ra­ko­vi­nu bez poš­ko­de­nia zdra­vých čas­tí te­la.

Pre­to­že na­no­čas­ti­ce ne­sú aj fluores­cen­čné far­bi­vo a mag­ne­tic­ké jad­ro z oxidov že­le­za, ich po­zí­ciu v te­le mož­no po­zo­ro­vať po­mo­cou mag­ne­tic­kej re­zo­nan­cie a op­tic­ké­ho sním­ko­va­nia. Le­ká­rom to do­vo­ľu­je sle­do­vať reak­cie ná­do­ru na lieč­bu. Na­no­čas­ti­ce sa mô­žu vy­ro­biť aj bez lie­ku a pou­žiť ako kon­tras­tné lát­ky na vy­zna­če­nie ra­ko­vi­no­vých bu­niek. Ke­by sa ra­ko­vi­na v te­le ne­na­chá­dza­la, bio­deg­ra­to­va­teľ­né čas­ti­ce by sa ne­na­via­za­li na tka­ni­vo a bo­li by zni­če­né v pe­če­ni. Ich že­lez­né jad­ro bu­de po­tom spra­co­va­né ako bež­né že­le­zo v ľud­skom te­le. Ra­ko­vi­no­vé bun­ky ná­do­ru sa pri­po­ja na na­no­čas­ti­ce po­mo­cou bun­ko­vých re­cep­to­rov, kto­ré po­va­žu­je­me za „brá­nu“ ale­bo „prís­tav“. Na­no­čas­ti­ce voj­dú do bun­ky a uvoľ­nia svoj nák­lad oxidu že­le­za, fluores­cen­čné­ho far­bi­va a lie­kov, čo do­vo­lí na­raz aj sle­do­va­nie, aj lieč­bu.

Brit­skí ved­ci z Uni­ver­si­ty Colle­ge Lon­don za­se vy­vi­nu­li spô­sob, ako po­mo­cou na­no­tech­no­ló­gií zo­hriať a za­biť ra­ko­vi­no­vé bun­ky bez to­ho, aby sa poš­ko­di­li oko­li­té zdra­vé bun­ky. Mi­nia­túr­ne mag­ne­ty sa mô­žu pri­pev­niť k proti­lát­kam vy­hľa­dá­va­jú­cim ra­ko­vi­nu ale­bo vstrek­núť do kme­ňo­vých bu­niek, kto­ré ich dop­ra­via pria­mo k ná­do­rom. Tam zoh­re­jú ra­ko­vi­no­vé bun­ky o 5 až 6 stup­ňov Cel­zia nad te­les­nú tep­lo­tu a tým spô­so­bia ich usmr­te­nie. Oko­li­té zdra­vé bun­ky mag­net ne­za­siah­ne. Od­bor­ní­ci mo­men­tál­ne tes­tu­jú tú­to tech­no­ló­giu na zvie­ra­tách a pred­pok­la­da­jú, že do praxe by sa moh­la dos­tať naj­skôr o de­sať ro­kov.

Spo­je­nie bio­lo­gic­ké­ho a ume­lé­ho
Ved­ci z ka­li­for­nské­ho in­šti­tú­tu Lawren­ce Li­ver­mo­re Na­tio­nal La­bo­ra­to­ry ozná­mi­li, že zmie­ša­ním bio­lo­gic­ké­ho a ume­lé­ho ma­te­riá­lu ús­peš­ne vy­tvo­ri­li no­vú hyb­rid­nú plat­for­mu. Tá im umož­ní vy­tvo­riť pro­to­typ to­ho, čo na­zý­va­jú bio­na­noe­lek­tro­nic­ké za­ria­de­nia. Plat­for­ma je za­lo­že­ná na na­no­vo­di­čoch oba­le­ných vrstvou li­pi­du, kto­rý je zá­klad­nou zlož­kou štruk­tú­ry ži­vých bu­niek. Skom­bi­no­va­ním na­no­vo­di­čov s li­pid­mi sa vý­sled­ná plat­for­ma stá­va kom­plexnej­šou, čo umož­ňu­je hyb­rid­né­mu ma­te­riá­lu pre­ná­šať sig­ná­ly ove­ľa rých­lej­šie, ako je to te­raz pri naj­vý­kon­nej­ších po­čí­ta­čoch.

Na spo­je­ní po­čí­ta­ča a elek­tro­nic­kých tech­no­ló­gií s bio­lo­gic­kým ma­te­riá­lom pra­cu­jú už dl­hší čas aj ďal­šie ve­dec­ké tí­my. Nap­rík­lad vý­skum­ní­ci z Mas­sa­chu­set­tské­ho tech­no­lo­gic­ké­ho in­šti­tú­tu (MIT) na jar toh­to ro­ka ozná­mi­li, že sa im po­da­ri­lo skom­bi­no­vať na­no­tech­no­ló­giu s ge­ne­tic­ky up­ra­ve­ným ví­ru­som. Vďa­ka to­mu bu­de mož­né vy­rá­bať vy­so­ko­vý­kon­né ba­té­rie, kto­ré bu­dú schop­né do­dá­vať ener­giu tak pre hyb­rid­né vo­zid­lá, ako aj pre oby­čaj­né mo­bil­né te­le­fó­ny.

Ví­ru­sy, kto­ré in­fi­ku­jú bak­té­rie, ale pre člo­ve­ka sú neš­kod­né, v lí­tio­vo-ióno­vej ba­té­rii vy­tvá­ra­jú po­zi­tív­ne a ne­ga­tív­ne na­bi­té kon­ce, tzv. anó­du a ka­tó­du. Pod­ľa MIT sú ich ba­té­rie schop­né po­núk­nuť rov­na­kú ka­pa­ci­tu a vý­kon­nosť ako naj­mo­der­nej­šie na­bí­ja­cie aku­mu­lá­to­ry. Na kon­ci ro­ku 2007 za­se ved­ci z ari­zon­skej uni­ver­zi­ty v Tuc­so­ne ús­peš­ne pre­po­ji­li mo­lí mo­zog s elek­tro­ni­kou, vďa­ka čo­mu bo­li schop­ní ov­lá­dať ro­bo­ta na ko­lies­kach, vy­so­ké­ho 12 pal­cov. Do­cent Charles Hig­gins vte­dy pred­po­ve­dal, že hyb­rid­né po­čí­ta­če pra­cu­jú­ce v kom­bi­ná­cii s or­ga­nic­ký­mi tka­ni­va­mi bu­dú k dis­po­zí­cii v ho­ri­zon­te 10 až 15 ro­kov. V ja­nuá­ri mi­nu­lé­ho ro­ka po­tom na ús­pech ved­cov z Tuc­so­nu nad­via­za­li v spo­loč­nom pro­jek­te vý­skum­ní­ci z USA a Ja­pon­ska, kto­rým sa po­da­ri­lo vy­užiť opi­čiu moz­go­vú čin­nosť na kon­tro­lu hu­ma­noid­né­ho ro­bo­ta.

No­vý typ ume­lých te­pien
No­vý druh ume­lých te­pien umož­ňu­je nah­ra­diť poš­ko­de­né ven­co­vé sr­dco­vé tep­ny a tep­ny v dol­ných kon­ča­ti­nách, čím by sa vý­raz­ne zní­žil po­čet am­pu­tá­cií nôh a sr­dco­vých in­far­ktov.

Ved­ci z lon­dýn­skej Royal Free Hos­pi­tal vy­vi­nu­li po­mo­cou na­no­tech­no­ló­gií z po­ly­mé­rov náh­rad­nú ar­té­riu, pri­čom ma­te­riál má schop­nosť na­po­dob­ňo­vať pri­ro­dze­né pul­zo­va­nie ľud­ských ciev a je od­ol­ný pro­ti vy­tvá­ra­niu kr­vných zra­ze­nín. No­vá ar­té­ria je pev­ná, ohyb­ná a pul­zu­je v rov­na­kom ryt­me ako sr­dce. V sú­čas­nos­ti sa pou­ží­va­jú buď plas­to­vé náh­rad­né cie­vy, kto­ré však nie sú príl­iš vhod­né pri transplan­to­va­ní men­ších ciev, ale­bo pria­mo ži­ly z nôh pa­cien­tov. Množ­stvo ľu­dí však ne­má vhod­né ži­ly na transplan­tá­ciu, čím sa zvy­šu­je ri­zi­ko am­pu­tá­cií ale­bo in­far­ktu.

Zdroj: BZ! Redakcia



Ohodnoťte článok:
   
 

24 hodín

týždeň

mesiac

Najnovšie články

BZ!: Ako na fo­tog­ra­fie s vy­so­kým roz­sa­hom kon­tras­tu
Väčšina fotografov pozná problém s prepálenými svetlými časťami a príliš tmavými oblasťami v tieni – ani v jednej z nich nenájdeme dostatok detailov. čítať »
 
BZ: Akú uhlopriečku si vyberať pri kúpe televízora
Sledovanie televíznych programov má z hľadiska veľkosti uhlopriečky a vzdialenosti diváka od televízora určité zásady. Ideálny odstup, ktorý by bol univerzálny, síce neexistuje, ale postupne vznikli základné pravidlá. čítať »
 
BZ!: Fotografie s tretím rozmerom alebo priestorové videnie
Trh domácej elektroniky je stále v pohybe, po televízoroch s vysokým rozlíšením (HD) sa do obývačiek dostáva tretia dimenzia (3D). Nedávno sa na trhu objavili prvé monitory podporujúce full HD 3D a k dispozícii sú už aj projektory, ktoré si „rozumejú“ s priestorovým obrazom. čítať »
 
BZ: Zvuk v obývačke ako v kine - Philips HTS9520
Philips uvádza na slovenský trh nové systémy domáceho kina. HTS9520 je predstaviteľ systému 5.1 so štyrmi satelitnými reproduktormi, centrálnym reproduktorom a subwooferom. Oproti doterajším systémom domáceho kina predstavuje hlavné zlepšenie systém označovaný ako 360Sound. čítať »
 
BZ: Mýty a fakty o televízoroch
Kto si dnes kúpi nový televízor s vysokým rozlíšením (HD), určite si všimne očividne lepší obraz oproti tomu, ktorý mu poskytoval starý prijímač s klasickou obrazovkou a štandardným rozlíšením. čítať »
 
BZ!: Nevoľnosť vyvolaná trojrozmernými filmami
Trend rastúceho počtu nových filmov premietaných vo formáte 3D väčšinu divákov teší. Nájdu sa však aj takí, ktorí si filmy s priestorovým obrazom nemôžu vychutnať. Postihuje ich totiž nevoľnosť, s ktorou sa používatelia stretli už skôr pri niektorých počítačových hrách. čítať »
 
BZ!: Technické hračky pre špiónov
Pri sledovaní špionážnych filmov vám určite napadlo, že máloktoré povolanie (v tomto prípade sa hodí aj výraz poslanie) je tak bytostne závislé od moderných technológií ako práve tento spôsob utajeného zberu informácií. čítať »
 
BZ!: Ultrazoom s veľmi širokým ohniskom - Samsung WB650
Pred pár rokmi bola ponuka kompaktných fotoaparátov so širokouhlým ohniskom dosť obmedzená. Naopak, ultrazoomov bolo na trhu požehnane. Pri výbere fotoaparátu ste sa museli rozhodovať, či chcete mnohonásobný zoom alebo široké ohnisko. čítať »
 
 
 
  Zdieľaj cez Facebook Zdieľaj cez Google+ Zdieľaj cez Twitter Zdieľaj cez LinkedIn Správy z RSS Správy na smartfóne Správy cez newsletter