• Главная
• Общество

Фото: В 1999 году Бернард Лукас Феринга изготовил целый наномотор. Фото: REUTERS

Француз Жан-Пьер Саваж, американец Джеймс Фрезер Стоддарт и голландец Бернард Лукас Феринга удостоены Нобелевской премии по химии-2016 "за разработку и синтез молекулярных машин". По сути ученых наградили за исследования в области нанотехнологий. Молекулярные машины - это миниатюрные наноразмерные устройства, которые могут выполнять определенные действия, если подпитывать их энергией. Создав их, лауреаты заложили материальную основу нанотехнологии.

Первую нанодеталь создал Жан-Пьер Саваж. В 1983 году он соединил кольцевые молекулы в цепь, которую назвал катенаной. Соединил не химически, механически - так, что они могли двигаться. В 1991 году Фрезер Стоддарт разработал так называемый ротаксан - надел кольцевую молекулу на ось. И продемонстрировал, что кольцо может вращаться на этой оси словно шестерня. Он же создал первый молекулярный подъемник - эдакий нанолифт.

Так схематически выглядит ротаксан - одна молекула ось, другая - колесико на ней.

В 1999 году Бернард Лукас Феринга изготовил уже целый наномотор. И вращал им цилиндр, который был в 10 тысяч раз больше самого мотора. А потом изготовил и нанокар на четырех колесах, который натурально ездил.

Члены Нобелевского комитета сравнили разработки Саважа, Стоддарта и Феринги - особенно отметив молекулярный мотор - с созданием первого электродвигателя в 1830 году. Мол, по значимости они не уступают друг другу. Электродвигатели перевернули уклад человеческой жизни и от молекулярных машин можно ожидать того же.

Наноконец света не отменяется

Работы нынешних нобелевских лауреатов и их последователей придают реальность полуфантастическим планам нанотехнологов, которые обещают создать нанороботов в виде эдаких крохотных паучков с лапками-манипуляторами. Якобы их можно будет периодически впрыскивать в кровеносные сосуды для чистки от бляшек. Или вообще - направлять в организм для замены найденных негодных старых клеток на новые. Или для поиска и уничтожения болезнетворных микроорганизмов. А на первых порах самоходным нанороботам, наноботам, как их называют, хотят поручить доставку лекарств непосредственно к пораженным тканям. И диагностику прямо в очаге заболевания.

Нанокар - таким изобразил его художник шведской академии наук. В основе нанокара молекулярные оси с колесиками.

С нанотехнологиями связаны и страхи человечества. Мол, понаделаем наномашин и прочих нанороботов. А они выйдут из-под контроля, нападут, руководствуясь своими тайными наноцелями, на людей. И уничтожат их. Буквально съедят изнутри. Вместе с холестериновыми бляшками. Некоторые эксперты считают подобный сценарий конца света вполне реальным. Более того, предрекают, что "война наномашин" может начаться уже в 2030 году.

Бернард Феринга успокаивает: вряд ли наномашины выйдут из-под контроля - ведь они не могут работать самостоятельно, нуждаются в постоянной энергетической подпитке. На будущее Нобелевский лауреат предлагает подумать, как сделать наномашины безопасными. И верит, что люди, создавшие их, то есть, достигшие высокого уровня развития, найдут эффективные способы. Однако получается, что опасения не напрасны. И шансы на наноконец света остаются.

Первыми нанороботами стали сперматозоиды

Немецкие ученые из дрезденского НИИ физики твердого тела и материалов имени Лейбница и их коллеги из Института нанонаук предложили использовать для привода нанороботов те двигатели и движители, которые уже создала сама природа. Двигателями, движителями и даже источниками энергии стали сперматозоиды.

У сперматозоида помимо головы с неким набором генетического материала вместо мозга, имеется хвостик под названием флагеллум. Он им интенсивно вращает, в результате чего флагеллум работает словно пропеллер или гребной винт. Создает движущую силу. Да еще и рулит, подгребая к яйцеклетке.

Когда-нибудь нанороботы поселятся внутри нас. И будут следить, чтобы мы не старели.

Ученые - Вероника Манданц, Самуэль Санчез и Оливер Шмидт - надели на сперматозоиды своего рода шапочки. Они представляли из себя микроскопические полые металлические трубочки диаметр которых сужался с 8 до 5 микрометров. Получившийся конструкцией можно было управлять с помощью магнитного поля, направляя "нанобиороботов" куда надо.

Наловить сперматозоидов и околпачить их не составило труда. По сути малютки сами надели на себя шапочки, когда ученые насыпали их в сперму. Сперматозоид залезал в сужающийся проход трубочки словно рак в корзинку, а выбраться наружу уже не мог. Оказывался зафиксированным. При этом головка была скрыта, а хвостик оставался свободным и работоспособным.

Чуть раньше аналогичные эксперименты провели американские ученые - Метин Ситти и Бахарех Бехкам из Университета Карнеги Меллона. Но они "запрягали" бактерии, обладавшие хвостиками. Соединяли их с полимерными капсулами с магнитными включениями. Эти нанобиороботы двигались в растворе глюкозы со скоростью 15 микрометров в секунду. Им же и питались. Управляли микроботами с помощью химических веществ. Одни - заставляли двигаться и ускоряться, другие - тормозить и останавливаться.

Сперматозоид стал движителем и рулем наноробота. В результате симбиоза появился нанобиоробот.

Эксперты считают сперматозоидов более перспективными. Во-первых, они мощнее, быстрее, а главное не вызывают аллергии. То есть, более пригодны для реализации обещаний нонотехнологов - в смысле создания наноботов для ремонта человеческого организма. Живчики автономны, в дополнительном питании не нуждаются. Останется лишь оснастить их соответствующим оборудованием.