Hvad er en respirocyt?
En respirocyt er et teknisk design til en maskine, der ikke kan bygges med nuværende teknologi: en kunstig rød blodlegemer en mikron i diameter. Hvis fremskridt inden for nanoteknologi fortsætter så hurtigt som det har gjort i det første årti af det 21. århundrede, kan vi se respirocytter, der bruges i medicin eller endda rekreativt inden 2020 eller 2030.
Det mest interessante ved en respirocyt er dets interne pres: ca. 1000 atmosfærer. Respirocytten ville være sfærisk, den optimale form for højtryksskibe og lavet af ren diamant eller safir, ideelle ingeniørmaterialer til holdbare nanosystemer. Det høje tryk er tilladt af styrken af disse materialer.
Ved 1000 atmosfærer af tryk kunne respirocytter indeholde 200 gange mere ilt og kuldioxid end vores naturlige røde blodlegemer. Dette kan give en person mulighed for at holde vejret i bunden af en swimmingpool i fire timer, eller lad nogen sprint i tophastighed i mindst 15 minutter uden at stoppeat trække vejret. Sådanne feats er umulige i dag.
Drevet af glukose i blodet har en respirocyt et bemærkelsesværdigt enkelt design. Alt, hvad der er nødvendigt for sin eventuelle realisering, er den fortsatte fremme af miniaturisering i fremstillingen, en tendens, der har holdt stabilt i årtier og lukker ind i atomskalaen. Hvad der er nødvendigt er 3D -nanoskalafremstilling, en kapacitet, der er forudsagt ved brug af scanning af tunnelmikroskoper til at manipulere individuelle atomer på en overflade.
Respirocytten består af tre vigtige designkomponenter: rotorer til at indtage ilt fra lungerne og frigive den i blodbanen; Rotorer til at samle kuldioxid fra blodbanen og frigive det i lungerne; og rotorer til at indtage glukose fra blodbanen til generering af energi i en proces, der ligner cellulær respiration. Foreløbige undersøgelser har fundet, at ekstremt glatte diamantoide overflader ville be praktisk talt usynlig for hvide blodlegemer, hvilket gør enhederne biokompatible.
respirocytter blev designet og analyseret detaljeret af Robert Freitas, en nanoteknologi -forsker ved Institute for Molecular Manufacturing. Papiret, der beskriver konceptet, har titlen, "En mekanisk kunstig rød celle: Undersøgelsesdesign i medicinsk nanoteknologi. "Nanomediske anvendelser som dem, der er forestillet af Freitas, kunne blive almindeligt i den midten af lange sigt futures for mange af dem, der lever i dag.