Comment les «legos moléculaires» ouvrent la porte à la vraie nanotechnologie

Les robots sont cool. Des robots qui fonctionnent au niveau moléculaire? Ce sont encore plus cool - et il n'y a pas de limite à ce qu'ils pourraient accomplir.

Alors que la science est fascinée par les incroyables petits blocs de construction du monde depuis des centaines d'années, ce n'est que depuis les années 1980 que la compréhension scientifique et le développement technologique ont réellement permis à la nanoscience de devenir un domaine de recherche actif..

Nous sommes habitués à penser que les robots impressionnants sont incroyablement grands ou complexes, mais de nouveaux développements intéressants ont laissé la nanorobotique en passe de redéfinir complètement de nombreux domaines de la science et de la technologie..

À quel point sommes-nous en train de parler, exactement?

La nanorobotique concerne les matériaux au niveau moléculaire et plus petit, ce qui signifie que les nanorobots travaillent avec des atomes, des protéines, des molécules et des cellules individuels..

L’un des moyens les plus faciles de comprendre pourquoi la nanoscience est si importante est de penser à tous ces atomes nanoscopiques en tant que blocs LEGO..

Tout comme LEGO, les atomes et les molécules peuvent être combinés de nombreuses façons pour créer n'importe quoi dans le monde naturel, et cette capacité ouvre la porte à une influence réelle sur tous les aspects de notre vie..

Si l'analogie de LEGO ne fonctionne pas, Big Hero 6's “MicroBots” sont un autre très bon moyen de conceptualiser les nanorobots - rappelez-vous simplement que les nanorobots sont plusieurs millions de fois plus petits que les microbots fictifs!

Que font les nanorobots?

La nanotechnologie nous a déjà permis de fabriquer des matériaux plus solides et plus durables en manipulant des structures moléculaires. Elle a été à l'origine de nombreuses technologies modernes (y compris le film plastique qui constitue l'écran de votre ordinateur portable ou de votre téléphone!)..

La recherche nanorobotique a un objectif différent et ses applications sont bien plus passionnantes.

Des percées récentes dans la recherche ont créé des nanorobots capables de remplir des fonctions hautement spécialisées au niveau nanoscopique. Certains nanorobots agissent comme des commutateurs, d’autres comme des pompes et d’autres comme des moteurs capables de propulser ce nanorobot dans l’espace et à travers un liquide..

Ces machines moléculaires d'une simplicité trompeuse peuvent être utilisées pour construire des polypeptides personnalisés à partir d'acides aminés; faire usage de réactions chimiques soigneusement chronométrés pour “marche” dans des environnements trop petits ou trop hostiles pour d'autres mécanismes; et agissent comme une voie pour transférer des molécules clés d'un endroit à un autre.

Les nombreuses applications des nanorobots redéfinissent déjà la technologie, la médecine et les sciences de l'environnement - et les nanorobots en sont encore à leurs balbutiements si l'on considère tout ce qu'ils pourraient accomplir à l'avenir.!

À quoi ressemble l'avenir des nanorobots?

Nanorobot Computers

Des commutateurs Nanorobot sensibles à la lumière et aux produits chimiques sont développés depuis 1994. Ils permettent aux créateurs d’influencer sur le moment où ils exercent (ou ne remplissent pas) le rôle prévu..

Une autre bonne application de commutateurs? Tâches informatiques de base.

Actuellement, les chercheurs s’efforcent de coder des informations dans des nanorobots de la même manière que dans un ordinateur plus grand. Les nanorobots ont déjà été en mesure d'effectuer des tâches de stockage / récupération de mémoire à un niveau élémentaire, mais dans un avenir proche, cette technologie sera utilisée pour créer des cellules mémoire haute densité capables de stocker des quantités d'informations incroyablement grandes dans un espace physique incroyablement réduit..

Traitements contre le cancer Nanorobot

La nanotechnologie change la médecine La nanotechnologie change l'avenir de la médecine La nanotechnologie change l'avenir de la médecine Le potentiel de la nanotechnologie est sans précédent. Les vrais assembleurs universels inaugureront un changement profond de la condition humaine. Bien sûr, il reste encore un long chemin à parcourir. Lire la suite, et ça change rapidement. Les nanorobots offrent aux médecins la possibilité de traiter des maladies à leur source moléculaire, et cette opportunité est inégalée par aucun médicament sur le marché..

Les commutateurs Nanorobot sensibles à une certaine longueur d'onde de la lumière sont à l'étude pour le traitement du cancer. Un traitement potentiel est trop dangereux pour être utilisé dans sa forme actuelle car il ne permet pas de distinguer les cellules cancéreuses des cellules non cancéreuses..

Borowiak et al. Suggèrent que, si un traitement nanorobot sensible à la lumière était inclus dans le traitement, une zone d'une largeur allant jusqu'à 10 micromètres pourrait être ciblée par une source de lumière. La lumière provoquerait le commutateur nanorobot à “retourner”, l'activation du composé de manière à ne supprimer que les cellules cancéreuses ciblées tout en permettant aux cellules saines de survivre. Mieux encore, si ces commutateurs étaient réutilisables, cela pourrait considérablement réduire le nombre de procédures invasives auxquelles une personne soumise à un traitement contre le cancer devrait faire face.!

Nanorobot, M.D.

Un autre potentiel médical passionnant repose en grande partie sur des moteurs nanorobots pouvant être contrôlés à distance pour délivrer les médicaments à un emplacement précis dans le corps. Ces moteurs sont généralement fabriqués en créant une réaction chimique qui propulse le robot à travers un liquide. Jusqu'à récemment, ces moteurs reposaient souvent sur des réactions chimiques dangereuses pour l'homme..

Les récents développements dans les moteurs à nanorobots de Gao et al les ont rendus beaucoup plus sûrs! Il est possible de créer de minuscules moteurs nanorobots en faisant réagir le noyau en zinc d'un moteur en forme de tube avec de l'acide gastrique - une réaction chimique sûre qui permet au médicament d'être délivré rapidement à la muqueuse stomacale. Jusqu'à présent, cette procédure n'a été testée que chez le rat, mais les études sont prometteuses..

Des nanorobots magnétiques sont également en cours de développement, capables de délivrer rapidement (en quelques secondes!) Des médicaments dans le sang à l'aide d'un champ magnétique (voir la vidéo ci-dessous).

Nanorobots dans l'environnement

Un grand nombre de recherches sur les nanorobots visent à réduire la taille des processus, mais il est tout aussi intéressant d'examiner leur influence à une échelle macro également. Des centaines de milliers de nanorobots microscopiques travaillant ensemble dans un effort coordonné pourraient constituer notre seul espoir de sauver l'environnement. cette technologie de pointe est utilisée, en ce moment, dans la conservation de pointe? Lire la suite .

Une quantité importante de recherche en nanotechnologie environnementale vise à déterminer si les nanorobots peuvent ou non être utiles pour lutter contre la pollution. La pollution a atteint des niveaux de crise dans des endroits comme la Chine, et des nanorobots suffisamment légers pour se soulever dans l'air pourraient éventuellement piéger les polluants au niveau nanoscopique ou être déployés dans des usines émettrices pour stopper la pollution à la source..

De même, il est à espérer que des nanorobots pourront être développés et libérés en masse pour lutter contre des catastrophes telles que les marées noires. Grâce aux travaux récents qui enseignent aux nanobots à agir de manière collective, il est possible que chaque moteur de nanorobot s'attaque à des molécules d'huile individuelles tout en travaillant en collaboration avec tous les autres nanobots publiés dans le même but..

Une dernière opportunité incroyable qui se présente avec les nanotechnologies dans l’environnement naturel est leur potentiel pour créer de l’eau potable. De nombreuses régions de la planète souffrent actuellement d'un manque de disponibilité d'eau potable fraîche et salubre - un problème que les nanorobots pourraient peut-être résoudre. Il est tout à fait possible que les nanorobots soient capables d'éliminer les bactéries et autres contaminants des sources d'eau malpropres, sauvant potentiellement un nombre considérable de vies.

Les robots s'empareront d'un grand nombre d'emplois. Que se passera-t-il quand les robots pourront accomplir tous les travaux? Qu'advient-il lorsque les robots peuvent faire tous les travaux? Les robots deviennent de plus en plus intelligents - que se passe-t-il quand ils peuvent faire chaque travail mieux et moins cher que l'homme? En savoir plus, mais les humains ne suffisent plus en ce qui concerne le travail à effectuer dans l'environnement. Il est donc excitant de voir que tout ce domaine pourrait être revitalisé grâce à la nanotechnologie.!

Nanorobots dans le sport

Les scientifiques sont mes personnes préférées. Ils sont juste.

Des scientifiques de l’Institut national pour la science et la technologie (NIST) ont mis au point des nanorobots capables de jouer au football avec un grain de riz comme champ et une balle d’une largeur inférieure à celle d’un cheveu. Les nanorobots sont contrôlés par des champs magnétiques ou des signaux électroniques et fabriqués à partir de matériaux tels que l'aluminium, l'or et le silicium..

J'aimerais croire que c'était leur objectif final, mais la vérité est que de tels jeux aident les scientifiques à mesurer les capacités des nanorobots (notamment l'agilité, la maniabilité et la réactivité) et à peaufiner leur conception..

Qu'est-ce qui est à l'horizon??

L’un des aspects les plus passionnants de la nanotechnologie est que, dans le domaine des sciences, nous n’avons guère cerné son potentiel au cours des trente dernières années..

Penser à l'étendue potentielle de l'influence que ces nanorobots pourraient avoir est inspirant, incroyable… et un peu terrifiant aussi. Il y a beaucoup de sentiments anti-robot dans le monde La disparition de HitchBot prouve que les États-Unis ne sont pas prêts pour les robots La disparition de HitchBot prouve que les États-Unis ne sont pas prêts pour les robots Lire plus Les détracteurs de la nanotechnologie expriment souvent des préoccupations concernant l'utilisation de nanorobots pour avoir un impact négatif sur la santé humaine et leur potentiel en tant qu'armes.

Ces critiques sont valables et il sera important de s'assurer que les pouvoirs de la nanotechnologie sont utilisés pour le bien et non pour le mal.

Dans ce cas, toutefois, le bien qui peut résulter des nanorobots pour la santé humaine, la technologie, l’environnement et les sports microscopiques ne l'emporte certainement pas sur les risques?

Selon vous, quelle sera l'utilisation la plus excitante de la nanotechnologie?? Avez-vous des inquiétudes quant à son utilisation??

Crédit d'image: Lego DNA de Michael Knowles via Flickr, Mirexon via Shutterstock.com; ktsdesign via Shutterstock.com

En savoir plus sur: Technologie bionique, Science geek, Robotique, Science-fiction.