Cómo los Legos moleculares abren la puerta a la verdadera nanotecnología

Los robots son geniales. ¿Robots que operan a nivel molecular? Esos son aún más geniales, y no hay límite para lo que podrían lograr.

Si bien la ciencia ha estado fascinada por los bloques de construcción imposiblemente pequeños del mundo durante cientos de años, solo ha sido desde la década de 1980 que la comprensión científica y el desarrollo tecnológico realmente han permitido que la nanociencia sea un campo de investigación activo.

Estamos acostumbrados a pensar que los robots impresionantes son increíblemente grandes o increíblemente complejos, pero los nuevos y emocionantes desarrollos han dejado a los nanorobóticos a punto de redefinir por completo muchas áreas de la ciencia y la tecnología..

¿Cuán pequeños estamos hablando exactamente??

La nanorobótica trata con materiales a nivel molecular y más pequeños, lo que significa que los nanorobots están trabajando con átomos, proteínas, moléculas y células individuales..

Una de las formas más fáciles de entender por qué la nanociencia es tan importante es pensar en todos esos átomos nanoscópicos como bloques LEGO.

Al igual que LEGO, los átomos y las moléculas se pueden combinar de innumerables formas para crear cualquier cosa en el mundo natural, y esta capacidad abre la puerta para influir literalmente en todos los aspectos de nuestras vidas..

Si la analogía de LEGO no funciona, Big Hero 6's “Microbots” son otra forma bastante buena de conceptualizar los nanorobots: solo recuerde que los nanorobots son varios millones de veces más pequeños que los microbots ficticios!

¿Qué hacen los nanorobots??

La nanotecnología ya nos ha permitido fabricar materiales más fuertes y duraderos mediante la manipulación de estructuras moleculares, y ha sido una fuerza impulsora detrás de mucha tecnología moderna (¡incluida la película de plástico que forma la pantalla de su computadora portátil o teléfono!).

La investigación nanorobótica tiene un enfoque diferente, y sus aplicaciones son mucho más emocionantes..

Los recientes avances en la investigación han creado nanorobots que pueden realizar funciones altamente especializadas a nivel nanoscópico. Algunos nanorobots actúan como interruptores, otros como bombas y otros como motores que pueden impulsar ese nanorobot a través del espacio y a través del líquido..

Estas máquinas moleculares engañosamente simples pueden usarse para construir polipéptidos personalizados a partir de aminoácidos; hacer uso de reacciones químicas cuidadosamente cronometradas para “caminar” en entornos demasiado pequeños o demasiado hostiles para otros mecanismos; y actuar como una vía para transferir moléculas clave de un lugar a otro.

Las numerosas aplicaciones de los nanorobots ya están redefiniendo la tecnología, la medicina y las ciencias ambientales, y los nanorobots están realmente en pañales cuando se considera todo lo que podrían lograr en el futuro.!

¿Cómo se ve el futuro de los nanorobots??

Computadoras Nanorobot

Los interruptores Nanorobot han estado en desarrollo desde 1994 que son sensibles a la luz y a los químicos, lo que da a los creadores influencia sobre cuándo están (o no) realizando su función prevista.

¿Otra gran aplicación de interruptores? Tareas informáticas básicas.

Actualmente, los investigadores están trabajando para codificar información en nanorobots de la misma manera que lo haría en una computadora más grande. Los nanorobots ya han podido realizar tareas de almacenamiento / recuperación de memoria en un nivel básico, pero en el futuro cercano esta tecnología se utilizará para crear celdas de memoria de alta densidad que pueden almacenar cantidades imposiblemente grandes de información en un espacio físico imposiblemente pequeño.

Tratamientos contra el cáncer de nanorobot

La nanotecnología está cambiando la medicina Cómo la nanotecnología está cambiando el futuro de la medicina Cómo la nanotecnología está cambiando el futuro de la medicina El potencial de la nanotecnología no tiene precedentes. Los verdaderos ensambladores universales marcarán el comienzo de un cambio profundo en la condición humana. Por supuesto, todavía queda un largo camino por recorrer. , y está cambiando rápidamente. Los nanorobots ofrecen a los médicos la oportunidad de tratar enfermedades en su fuente molecular, y esta oportunidad no tiene paralelo en ningún medicamento del mercado..

Los interruptores Nanorobot que son sensibles a una determinada longitud de onda de la luz se están considerando para su uso en tratamientos contra el cáncer. Un tratamiento potencial es demasiado peligroso para usar en su forma actual porque no puede discriminar entre células cancerosas y no cancerosas..

Borowiak et al sugieren que si se incluyera un interruptor nanorobot sensible a la luz en el tratamiento, un área tan pequeña como 10 micrómetros de ancho podría ser dirigida con una fuente de luz. La luz haría que el nanorobot cambie a “dar la vuelta”, activando el compuesto de una manera que eliminaría solo las células cancerosas específicas mientras permite que las células sanas sobrevivan. Mejor aún, si estos interruptores fueran reutilizables, esto podría disminuir en gran medida la cantidad de procedimientos invasivos que alguien que se somete a tratamientos contra el cáncer tendría que enfrentar!

Nanorobot, M.D.

Otro potencial médico emocionante depende en gran medida de los motores de nanorobot que pueden controlarse desde la distancia para administrar medicamentos a una ubicación exacta en el cuerpo. Estos motores se hacen típicamente creando una reacción química que impulsa al robot a través de un líquido. Hasta hace poco, estos motores a menudo dependían de reacciones químicas que no eran seguras para el uso humano..

¡Los desarrollos recientes en motores de nanorobot de Gao et al los han hecho mucho más seguros! Se pueden crear pequeños motores de nanorobot haciendo reaccionar el núcleo de zinc de un motor de nanorobot en forma de tubo con ácido estomacal, una reacción química segura que puede permitir que los medicamentos lleguen rápidamente al revestimiento del estómago. Hasta ahora, este procedimiento solo se ha probado con ratas, pero hasta ahora los estudios son prometedores..

También se están desarrollando nanorobots magnéticos que pueden administrar rápidamente (en cuestión de segundos) medicamentos a través del torrente sanguíneo con la ayuda de un campo magnético (que se muestra en el siguiente video)

Nanorobots en el medio ambiente

Gran parte de la investigación de nanorobot se enfoca en hacer que los procesos sean más pequeños, pero también se encuentra el mismo valor al observar su influencia en una escala macro. Cientos de miles de nanorobots microscópicos trabajando juntos en un esfuerzo coordinado pueden ser nuestra única esperanza de salvar el medio ambiente. 5 maneras en que la tecnología salvará el medio ambiente 5 formas en que la tecnología salvará el medio ambiente esa tecnología avanzada se está utilizando, en este momento, en la conservación de vanguardia? .

Una cantidad significativa de investigación en nanotecnología ambiental se centra en si los nanorobots pueden ser útiles para solucionar la contaminación. La contaminación ha alcanzado niveles de crisis en lugares como China, y los nanorobots lo suficientemente ligeros como para elevarse en el aire pueden atrapar contaminantes a nivel nanoscópico o desplegarse en fábricas productoras de emisiones para detener la contaminación en su origen..

Del mismo modo, existe la esperanza de que se desarrollen nanorobots que se puedan liberar en masa para combatir desastres como los derrames de petróleo. A través del trabajo reciente que enseña a los nanobots a actuar colectivamente, es posible que cada motor de nanorobot pueda abordar moléculas de aceite individuales mientras trabaja en colaboración con todos los otros nanobots liberados para el mismo propósito.

Una increíble oportunidad final que se presenta con la nanotecnología en el medio natural es su potencial para crear agua potable. En la actualidad, muchas áreas de la Tierra sufren la falta de disponibilidad de agua potable, segura y fresca, un problema que los nanorobots pueden resolver. Es totalmente posible que los nanorobots puedan eliminar bacterias y otros contaminantes de fuentes de agua sucias, lo que podría salvar una gran cantidad de vidas..

Hay muchos trabajos que serán asumidos por robots ¿Qué sucede cuando los robots pueden hacer todos los trabajos? ¿Qué sucede cuando los robots pueden hacer todos los trabajos? Los robots se vuelven más inteligentes rápidamente: ¿qué sucede cuando pueden hacer cada trabajo mejor y más barato que los seres humanos? , pero los humanos ya no son suficientes cuando se trata del trabajo que debe hacerse en el medio ambiente, por lo que es emocionante ver que todo este campo puede revitalizarse a través de la nanotecnología!

Nanorobots en el deporte

Los científicos son mis personas favoritas. Solo son.

Los científicos del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (NIST) han desarrollado nanorobots que pueden jugar un juego sólido de fútbol utilizando un grano de arroz como campo y una pelota con un ancho más pequeño que un cabello humano como pelota. Los nanorobots están controlados por campos magnéticos o señales electrónicas y están hechos de materiales como aluminio, oro y silicio..

Me gustaría creer que este era su objetivo final, pero la verdad es que juegos como este ayudan a los científicos a medir de lo que son capaces los nanorobots (incluida la agilidad, la maniobrabilidad y la capacidad de respuesta) y a ajustar su diseño.

Qué más está en el horizonte?

Una de las partes más interesantes de la nanotecnología es que, en lo que respecta a las ciencias, apenas hemos arañado la superficie en su potencial en los últimos treinta y tantos años..

Pensar en el alcance potencial de influencia que podrían tener estos nanorobots es inspirador, increíble ... y también un poco aterrador. Hay mucho sentimiento anti-robot en el mundo. La desaparición de HitchBot demuestra que los EE. UU. No están listos para los robots La desaparición de HitchBot demuestra que los EE. UU. No están listos para los robots, y definitivamente se extiende a los nanorobots. Los críticos de la nanotecnología a menudo expresan preocupaciones sobre el uso de nanorobots para impactar negativamente la salud humana y su potencial como armas.

Estas críticas son válidas, y será importante asegurarse de que los poderes de la nanotecnología se utilicen para el bien, en lugar del mal..

En este caso, sin embargo, el bien que puede resultar de los nanorobots para la salud humana, la tecnología, el medio ambiente y los deportes microscópicos definitivamente supera los riesgos.?

¿Cuál crees que será el uso más emocionante de la nanotecnología?? ¿Tiene alguna preocupación sobre su uso??

Crédito de la imagen: Lego DNA por Michael Knowles a través de Flickr, Mirexon a través de Shutterstock.com; ktsdesign a través de Shutterstock.com