Prawdopodobnie najmniejszy jednoślad świata

Nanomaszyna pozytywnie ukończyła jazdę próbną. Naukowcy z University of Bonn i instytutu badawczego Caesar zbudowali jednośladowy pojazd z pierścieni DNA.

Aktualizacja: 25.04.2018 17:43 Publikacja: 25.04.2018 17:35

Prawdopodobnie najmniejszy jednoślad świata

Foto: Julián Valero

Naukowcy wykorzystali nanostruktury do skonstruowania maleńkiej maszyny, którą jest silnik rotacyjny, mogący poruszać się w określonym kierunku. Do budowy wykorzystano okrągłe struktury DNA.

 

 

Nanomaszyny zawierają struktury złożonych białek i kwasów nukleinowych, zasilanych energią chemiczną i mogą wykonywać ukierunkowane ruchy. Zasada ich działania jest znana z natury; wykorzystują ją, na przykład, bakterie przemieszczają się za pomocą wici (flagellum). Zespół użył struktur wykonanych z nanorurek DNA, tworząc pierścienie połączone jak oczka łańcucha. Jeden z nich spełnia funkcję koła, a drugi napędza go jak silnik. Pojazd jest niewielki, ma około 30 nanometrów, czyli 30 milionowych części milimetra. Paliwem jest białko, które syntetyzuje splot cząstek kwasu rybonukleinowego RNA, wytwarzając energię wykorzystywaną do obracania pierścienia DNA. Wraz z rotacją, włókno RNA rośnie i wystaje z silnika, jako odpad, który jednak naukowcy wykorzystują do kierowania miniaturowym pojazdem tak, aby poruszał się po określonej drodze.

Nanomaszyna pokonała tor testowy o długości 240 nanometrów. Twórcy twierdzą, że to dopiero pierwszy krok. Teraz stawiają przed sobą nowe wyzwania. Chcą wydłużyć trasę, wybudować skrzyżowania i nauczyć jednoślad skręcać.

Oczywiście maszyny nie widać gołym okiem, a jedynie za pomocą mikroskopu sił atomowych. Aby nikt nie powiedział, że działanie maszyn jest blagą, naukowcy umieścili na trasie pojazdu znaczniki fluorescencyjne, które zapalały się, gdy tylko przejechało po nich koło pojazdu. Na tej podstawie udało się obliczyć prędkość jednośladu – jeden obrót koła trwał około 10 minut. Mimo, że niezbyt szybko, to i tak należy odnotować sukces, bo maszyna przemieszczała się w określonym kierunku.

W przeciwieństwie do maszyn makroskopowych, nanomaszyna nie była montowana za pomocą palnika, kluczy i młotka. Jest na to troszkę zbyt mała. Do jej skonstruowania wykorzystano zjawisko samoorganizacji. Kiedy układamy puzzle, każdy kawałek można położyć tylko w jednym miejscu i tylko w jeden, określony sposób. Jeśli w naczyniu umieścimy odpowiedni zestaw cząstek, to każda z nich znajdzie tylko jeden element, z którym może się połączyć i pożądana struktura utworzy się automatycznie.

Choć naukowcy nie wiedzą, po co stworzyli nanojednoślad, bo nie mają dla niego żadnego zastosowania, wyobraźnia podpowiada im możliwe rozwiązania w przyszłości, które mogą obejmować komputery molekularne czy dostarczanie leków przez krwiobieg bezpośrednio tam, gdzie są potrzebne.

Naukowcy wykorzystali nanostruktury do skonstruowania maleńkiej maszyny, którą jest silnik rotacyjny, mogący poruszać się w określonym kierunku. Do budowy wykorzystano okrągłe struktury DNA.

Nanomaszyny zawierają struktury złożonych białek i kwasów nukleinowych, zasilanych energią chemiczną i mogą wykonywać ukierunkowane ruchy. Zasada ich działania jest znana z natury; wykorzystują ją, na przykład, bakterie przemieszczają się za pomocą wici (flagellum). Zespół użył struktur wykonanych z nanorurek DNA, tworząc pierścienie połączone jak oczka łańcucha. Jeden z nich spełnia funkcję koła, a drugi napędza go jak silnik. Pojazd jest niewielki, ma około 30 nanometrów, czyli 30 milionowych części milimetra. Paliwem jest białko, które syntetyzuje splot cząstek kwasu rybonukleinowego RNA, wytwarzając energię wykorzystywaną do obracania pierścienia DNA. Wraz z rotacją, włókno RNA rośnie i wystaje z silnika, jako odpad, który jednak naukowcy wykorzystują do kierowania miniaturowym pojazdem tak, aby poruszał się po określonej drodze.

2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Materiał partnera
Technologie kwantowe: nauka tworzy szanse dla gospodarki
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska
Materiał Promocyjny
Dell Technologies: nie ma branży czy przedsiębiorstwa, które może funkcjonować bez nowoczesnych technologii