Наномашины в действии
Наниты - современные герои научной фантастики, даже перезагрузка «Терминатора» не смогла обойти их стороной. Как они работают, мало кто представляет, очевидно лишь, что это нанотехнологии.
Если вы хотите создать робота размеров в несколько нанометров (скорее все-таки десятки нанометров) лучше всего обратиться к природным машинами, а именно живым организмам. Зачем с нуля изобретать то, над чем природа трудилась 4 млрд. лет.
Если представить клетку как фабрику, то ферменты (или инзимы) - это отдельные машины конвейера, которые выполняют небольшую определенную функцию. Одни ферменты находят простые молекулы и собирают их как конструктор, другие ищут опасные элементы и деактивируют их, если сложные комплексы, которые запасают энергию в биологических аккумуляторах - молекулах АТФ, которые потом используют другими ферментами для выполнения трудных задач.
Если вы планируете создать наноробота, то сначала надо определиться с работой, которую он будет выполнять, а потом поискать среди огромного разнообразия ферментов те, которые уже знаю, как ее делать. Конечно, тут нужно позаботиться о топливе, т.е. о ферментах, которые будут его производить его из доступных материалов. Дальше пойдет сложная биоинженерная работа: выделение ферментов, их синтез с помощью бактерий или грибов, безуспешные попытки собрать все это в единую систему, не повредив тонкий механизм ферментов.
Ученым из Калифорнии уже удалось собрать подобный работающий прототип. Естественно он совсем не похож на популярных нанитов, но выполняют важную функцию: уменьшают растворенный СО2 в воде. С позапрошлого столетия уровень углекислого газа продолжает неизбежно расти. Связано это с активным использованием угля, нефти и газа. Океаническая вода растворяет молекулы СО2, поэтому мы не видим так явно последствия сжигания топлива. Однако, живущие в воде организмы не сильно рады изменению их окружающей среды, что негативно сказывается на разнообразии водной жизни. И вот ученые нашли весьма элегантные способ уменьшить негативные последствия и слега облегчить жизнь морских обитателей.
Наноробот представляет собой крошечную трубку, на поверхности которой располагаются ферменты карбоангидразы. Эти ферменты вместе с хлоридом кальция превращают растворенный углекислый газ в карбонат натрия, материал из которого состоят раковины морских организмов.
Самое интересное, что этот робот даже оснащен мотором: на внутреннюю поверхность трубочки нанесена платина. В воду добавляется перекись водорода, которая на платиновой поверхности быстро превращается в воду и кислород, поток пузырьков с кислородом выполняет роль реактивного двигателя и толкает наноробот. Активное перемещение значительно ускоряет процесс «очищение» от углекислого газа. Однако не стоит полагаться на то, что ученые будут изобретать нанороботов, исправляющих наше негативное воздействие на окружающую среду, необходимо всеми силами предотвращать любые отрицательные последствия.
Любопытно, как быстро этот прототип превратится в серийное производство и когда мы увидим следующее поколение нанитов. А пока будем мечтать об эффективных, но трудно контролируемых нанопомощниках.