strona główna     -     okładka numeru     -     spis treści     -     archiwum fahrenheita     -     napisz do nas
 
Tadeusz Oszubski Para - nauka i obok
<<<strona 27>>>

 

Łodzie podwodne w rzekach krwi

 

 

Fantastyczna podróż, zrealizowany w 1966 r. klasyczny film science fiction, opowiada o wyprawie ratowniczej przeprowadzonej we wnętrzu ludzkiego ciała. W fabule tej, wyreżyserowanej przez Richarda Fleischera, amerykańska ekipa ratuje życie Rosjaninowi. Celem niezwykłej eskapady jest nie tylko jedno ludzkie życie. Chodzi o ratowanie świata! Bo jeśli Rosjanin umrze, ówczesna "zimna wojna" zamieni się w wojnę "gorącą" – dojdzie do wymiany atomowych ciosów.

Amerykanie, w towarzystwie Raquel Welch, opiętego piankowym kostiumem nurka symbolu seksu lat 60., wsiadają do łodzi podwodnej. Łódź z załogą zostaje poddana oddziaływaniu promieni pomniejszających, po czym ląduje w strzykawce i drogą iniekcji trafia do krwioobiegu chorego. Ratowników czeka wiele przygód, nim Rosjanin odzyska zdrowie, widmo wojny rozwieje się, a świat odetchnie z ulgą.

Z dystansu trzydziestu ośmiu lat minionych od premiery Fantastycznej podróży znaczna część jej fabuły rozczula, a nawet śmieszy. Jednak pomysł, by przy operacji zrezygnować ze skalpela chirurga, by człowieka ratować od wewnątrz mikroskopijną maszynerią, okazał się trafny, by nie rzec – wizjonerski. Naukowcy sprawą tą zajęli się skutecznie. Zamiast jednak wynaleźć "promienie zmniejszające" i za ich pomocą sprowadzić sprzęt i jego obsługę do rozmiarów mierzonych w nanometrach, skrócili drogę: zbudowali maleńkie łodzie podwodne z mikroskopijną mechaniczną załogą.

Na początku trzeciego tysiąclecia to, co do niedawna było fikcją, stało się faktem. Dzięki rozwojowi nanotechnologii istnieją dziś mikroskopijne silniki i napędzane nimi roboty wielkości wirusa.

Nanotechnologia to dziedzina zajmująca się wytwarzaniem niezwykle małych elementów oraz urządzeń poprzez manipulację poszczególnymi atomami pierwiastków. Są to wielkości rzędu od kilku do kilkuset nanometrów. Nanotechnologię wykorzystuje się dziś praktycznie najczęściej w medycynie i elektronice oraz najnowszych technologiach materiałowych. Trwają też prace nad wprowadzeniem jej do badania kosmosu, monitorowania poziomu zanieczyszczeń oraz walki z bioterroryzmem.

Od lat 70. XX wieku rozwijano metody operowania molekułami. Manipulacje pojedynczymi atomami, to osiągnięcie stosunkowo nowe. Węglowe nanorurki, sto razy wytrzymalsze od stali i stanowiące dziś fundament nanotechnologii, po raz pierwszy wytworzono na początku lat 80. ubiegłego wieku.

W czerwcu 2001 r. niemieccy naukowcy z uniwersytetu w Bonn opracowali metodę przesuwania pojedynczych atomów, na przykładzie atomu cezu. Narzędziem w tym mikroskopijnym świecie stało się światło. Posługując się laserem i zmieniając długość fali światła, niemieccy uczeni poruszali atomem z dokładnością poniżej 1 mikrona, przesuwając atom nawet o ponad 1 cm. Od tamtego czasu co kilka miesięcy dochodzi do kolejnego skoku jakości metod.

Nanosilniki wykorzystywane są już dziś w niewidocznych gołym okiem pompach, włącznikach, mechanicznych manipulatorach, a także jako napęd robotów mniejszych od płytek ludzkiej krwi. Wydajność tych maszyn w atomowym świecie przewyższa – biorąc pod uwagę skalę – moc silników używanych we współczesnych samochodach osobowych. Rekordowy na tym polu jest skonstruowany w lipcu 2003 r. silnik elektryczny ze złota i węglowych nanorurek. Maszyna ta, zbudowana przez zespół Alexa Zettla z Lawrence Berkeley National Laboratory, ma średnicę zaledwie 40 nanometrów, czyli jest 2 tys. razy mniejsza od średnicy ludzkiego włosa. Znajduje wszechstronne zastosowanie, bo może pracować także w próżni, w szerokim zakresie temperatur.

Dalej jeszcze posunęli się naukowcy z University of California w Los Angeles, którzy w marcu tego roku zbudowali mikrosilnik napędzany światłem. Specjaliści twierdzą, że jest to maszyna przyszłości, ponieważ ten rodzaj zasilania stanowi niezwykle praktyczne rozwiązanie. Szczególnie do napędzania robotów niewidocznych gołym okiem.

Konstruowane są też samojezdne urządzenia zaopatrzone w silniki z atomów, na których można montować wyspecjalizowane nanoroboty mające wykonywać zaprogramowane im zadania.

Zaprojektowano wiele nanorobotów do rozmaitych celów. Mogą one, na przykład, zastąpić chirurga i bezpośrednio w organizmie człowieka wykonywać operacje. Za przykład mogą tu służyć maleńkie wielofunkcyjne roboty, skonstruowane przez Szwedów Edwina W. H. Jagera, Olle Inganasa i Ingemar Lundstrom z uniwersytetu w Linkoping. Ich zadaniem jest polować w ludzkim ciele na bakterie, przenosić i naprawiać wybrane komórki, transportować tam leki oraz dokonywać operacji, poruszając się w naczyniach krwionośnych i tkankach.

Szwedzkie mikroroboty zbudowano z polimeru i złota. Mają zginające się kończyny z polimerów przewodzących prąd elektryczny, zakończone chwytnymi palcami.

Przełomem w zastosowaniu nanorobotów do celów medycznych było skonstruowanie w listopadzie roku 2000 łodzi podwodnej pływającej w układzie krwionośnym człowieka. Amerykańscy naukowcy z Cornell University w Ithace, kierowani przez Carlo Montemagno, zbudowali tę maszynę wielkości wirusa, aby ratowała ludzkie życie. Składa się ona z elementów biologicznych i zbudowanych z atomów metali. Mikroskopijny biosilnik napędza śrubę okrętu podwodnego o średnicy 750 nanometrów z prędkością 8 obrotów na sekundę.

Taka łódź podwodna nie przypomina tej z filmu Fantastyczna podróż – nie trzeba za jej sterami sadzać zmniejszonych ludzi. Praktycznie rzecz biorąc, tego rodzaju pojazdy są robotami mogącymi wykonywać różne zadania. Opracowuje się je obecnie w wielu ośrodkach badawczych. Nanospecjaliści ze Stanowego Uniwersytetu w Utah zbudowali niewidoczny gołym okiem okręt podwodny, którego silnik napędza bakteria. Z kolei niemiecka firma MicroTec z Duisburga skonstruowała mikroskopijnego U-Boota poruszającego się w arteriach pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego.

Niespełna czterdzieści lat temu było to fantazją, a już dziś łodzie podwodne wielkości wirusa pływają w ludzkiej krwi. Co nas czeka za kolejnych czterdzieści lat? Nanotechnologia jest nową, ekspansywnie rozwijającą się dziedziną nauki, więc na niejedną niespodziankę powinniśmy się przygotować.

 




 
Spis treści
451 Fahrenheita
Literatura
Bookiet
Recenzje
Spam(ientnika)
Permanentny PMS
Wywiad
Ludzie listy piszą
Konkurs
Galeria
K. Night Coleman
Andrzej Zimniak
Andrzej Pilipiuk
Piotr K. Schmidtke
Idaho
W. Świdziniewski
Tomasz Pacyński
M. Koczańska
J. Świętochowski
J. Świętochowski
Adam Cebula
Adam Cebula
Adam Cebula
Tadeusz Oszubski
Adam Cebula
M. Koczańska
Krzysztof Kochański
Altea Leszczyńska
Anna Kańtoch
Anna Marcewicz
Aleksandra Zielińska
Richard A. Antonius
Paul Kearney
Jaqueline Carey
Jacek Piekara
J. Grzędowicz
 
< 27 >