Ανεξάρτητος και αυτοδύναμος νανο-έλεγχος
Μικροσκοπικό χημικό «εγκέφαλο», που θα μπορεί κάποια ημέρα να λειτουργεί ως τηλεχειριστήριο για μυριάδες νανο-συσκευές, δημιούργησε επιστημονική ομάδα.
Η μοριακή συσκευή -με διάμετρο μόλις 2 δισεκατομμυριοστά του μέτρου- αποδείχθηκε ικανή να ελέγξει ταυτόχρονα οκτώ μικροσκοπικές μηχανές. «Αν στο μέλλον θέλετε να πραγματοποιήσετε χειρουργική επέμβαση μέσω τηλεχειρισμού σε καρκινικό όγκο, θα χρειασθεί να στείλετε μερικές νανο-συσκευές. Δεν μπορείτε, όμως, να τις αφήσετε στο αίμα και να περιμένετε ότι θα φθάσουν μόνες στο σωστό σημείο. Γι αυτό δημιουργήσαμε το «νανο-εγκέφαλο», που δεν υπήρχε μέχρι τώρα», λέει ο επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας του Εθνικού Ιαπωνικού Ινστιτούτου Επιστημών, Δρ. Ανιρμπάν Μπαντιοπαντάι.
Ο «χημικός εγκέφαλος» που κάποια ημέρα θα καθοδηγεί τις νανοσυσκευές μέσα στο ανθρώπινο σώμα και θα ελέγχει τη λειτουργία τους, αποτελείται από 17 μόρια της χημικής ουσίας Ντουρικινόνη. Κάθε χημικός εγκέφαλος μοιάζει με δαχτυλίδι με τέσσερις βραχίονες, που κινούνται ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, ενώ στο κέντρο κάθε σχηματισμού βρίσκεται ένα μόριο Ντουρικινόνης, περιστοιχισμένο από τα υπόλοιπα 16. Όλα συνδέονται μεταξύ τους, χάρη σε «δεσμούς υδρογόνου».
Με τη βοήθεια συσκευής STM (scanning tunneling microscope), οι ερευνητές έδειξαν ότι μπορούν να μεταβάλουν την κατάσταση του κεντρικού μορίου, αλλάζοντας ταυτόχρονα την κατάσταση των υπόλοιπων 16 κάθε χημικού εγκεφάλου.
«Δίνουμε εντολή σε ένα μόνο μόριο, το οποίο «ενημερώνει» τα υπόλοιπα 16», λέει ο δρ Μπαντιοπαντάι. Η διάταξη αυτή επιτρέπει τη δημιουργία 4 δισεκατομμυρίων διαφορετικών συνδυασμών. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν σαν πρότυπο της δομής αυτή, με διάμετρο δύο νανομέτρων, τα κύτταρα των ανθρώπινου εγκεφάλου, ενώ τα πειράματά τους έδειξαν ότι ο ταυτόχρονος χειρισμός οκτώ νανο-συσκευών είναι εφικτός.
«Είμαι βέβαιος ότι -με την πάροδο του χρόνου- θα μπορέσουμε να εντάξουμε τέτοιες μοριακές Κεντρικές Υπολογιστικές Μονάδες (CPU) σε μοριακά ρομπότ, ώστε αυτά να αντιδρούν αυτόνομα σε εντολές άλλων μοριακών συσκευών», λέει ο δρ Μπαντιοπαντάι.
Η μοριακή συσκευή -με διάμετρο μόλις 2 δισεκατομμυριοστά του μέτρου- αποδείχθηκε ικανή να ελέγξει ταυτόχρονα οκτώ μικροσκοπικές μηχανές. «Αν στο μέλλον θέλετε να πραγματοποιήσετε χειρουργική επέμβαση μέσω τηλεχειρισμού σε καρκινικό όγκο, θα χρειασθεί να στείλετε μερικές νανο-συσκευές. Δεν μπορείτε, όμως, να τις αφήσετε στο αίμα και να περιμένετε ότι θα φθάσουν μόνες στο σωστό σημείο. Γι αυτό δημιουργήσαμε το «νανο-εγκέφαλο», που δεν υπήρχε μέχρι τώρα», λέει ο επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας του Εθνικού Ιαπωνικού Ινστιτούτου Επιστημών, Δρ. Ανιρμπάν Μπαντιοπαντάι.Ο «χημικός εγκέφαλος» που κάποια ημέρα θα καθοδηγεί τις νανοσυσκευές μέσα στο ανθρώπινο σώμα και θα ελέγχει τη λειτουργία τους, αποτελείται από 17 μόρια της χημικής ουσίας Ντουρικινόνη. Κάθε χημικός εγκέφαλος μοιάζει με δαχτυλίδι με τέσσερις βραχίονες, που κινούνται ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, ενώ στο κέντρο κάθε σχηματισμού βρίσκεται ένα μόριο Ντουρικινόνης, περιστοιχισμένο από τα υπόλοιπα 16. Όλα συνδέονται μεταξύ τους, χάρη σε «δεσμούς υδρογόνου».
Με τη βοήθεια συσκευής STM (scanning tunneling microscope), οι ερευνητές έδειξαν ότι μπορούν να μεταβάλουν την κατάσταση του κεντρικού μορίου, αλλάζοντας ταυτόχρονα την κατάσταση των υπόλοιπων 16 κάθε χημικού εγκεφάλου.
«Δίνουμε εντολή σε ένα μόνο μόριο, το οποίο «ενημερώνει» τα υπόλοιπα 16», λέει ο δρ Μπαντιοπαντάι. Η διάταξη αυτή επιτρέπει τη δημιουργία 4 δισεκατομμυρίων διαφορετικών συνδυασμών. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν σαν πρότυπο της δομής αυτή, με διάμετρο δύο νανομέτρων, τα κύτταρα των ανθρώπινου εγκεφάλου, ενώ τα πειράματά τους έδειξαν ότι ο ταυτόχρονος χειρισμός οκτώ νανο-συσκευών είναι εφικτός.
«Είμαι βέβαιος ότι -με την πάροδο του χρόνου- θα μπορέσουμε να εντάξουμε τέτοιες μοριακές Κεντρικές Υπολογιστικές Μονάδες (CPU) σε μοριακά ρομπότ, ώστε αυτά να αντιδρούν αυτόνομα σε εντολές άλλων μοριακών συσκευών», λέει ο δρ Μπαντιοπαντάι.
(Καθμερινή με στοιχεία από BBC, 12/3/2008)
