Was ist eine Nanomachine?

Nanomaschinen sind sehr kleine Maschinen, die in Nanometern gemessen werden. Eine Nanomaschine kann größer als 1.000 Nanometer sein, aber normalerweise nicht größer als 10.000 Nanometer (10 Mikrometer). Das Entwerfen und Herstellen von Nanomaschinen ist ein Ziel in der großen und gut finanzierten Disziplin der Nanotechnologie, obwohl viele Arbeiter in der Nanotechnologie den weniger ehrgeizigen Weg der Gestaltung passiver Nanoskala-Materialien einnehmen. Eine Nanomachine bezieht sich auf ein aktives, funktionierendes System mit nanoskaligen Komponenten. Eine Zelle kann als Nanomaschine angesehen werden, da sie aus nanoskaligen Komponenten besteht. Eine noch offensichtlichere Nanomaschine wären Ribosomen, molekulare Fabriken, die Proteine ​​synthetisieren. Ribosomen haben etwa 20 Nanometer im Durchmesser. Andere biologische Nanomaschinen wären Bakterien und Viren.

cuRrentent sind Nanomaschinen im Wesentlichen immer noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase, obwohl Forscher sehr hoffnungsvoll auf ihr langfristiges Potenzial sind. Eine Nanomachine, die im April 2008 von Forschern des Nano Machine Center des California Nanosystems Institute an der UCLA angekündigt wurde, kann Krebsmedikamente in der Zelle freigeben, wenn sie durch Licht aktiviert werden. Die Maschine, als Nanoimpeller bezeichnet, besteht aus mesoporösen Silica -Nanopartikeln mit ihren Poren, die in Azobenzol beschichtet sind, einer Chemikalie, die je nach Lichteinwirkung zwischen zwei verschiedenen Positionen wechseln kann. Das Innere des Nanoimpeller war mit einem Krebsmedikament gefüllt und dann in Kulturzellen menschliche Krebszellen eingeführt, wo sie durch die Lichtbelastung überredet wurden, um ihre Nutzlast freizusetzen. Die Variation der Intensität und Wellenlänge des Lichts führte den Forschern eine genaue Kontrolle über ihre Nanomaschine.

Weitere interessante Nanomaschinen wurden vom Labor von Nadrian Seeman am Abteilung für Chemie der New York University gebaut.Mit DNA hat Dr. Seeman aktive Gitterarrays produziert, die sich zwischen Konfigurationen wechseln, und sogar einen DNA "Walker", der sich auf molekularen "Beinen" vorwärts bewegen kann. Seemans Labor hat die Vielseitigkeit von DNA als Baustoff für Nanomaschinen gezeigt.

Obwohl Nanomachinen gerade in der Forschungsphase sind, könnten ihre größten langfristigen Auswirkungen in den Bereichen Herstellung, Medizin und Militär erfolgen. Wenn Nanomaschinen in die Selbstreplikation überredet werden oder mit Selbstorganisation in großen Mengen aufgebaut und in Zusammenarbeit programmiert werden könnten, um Objekte zu erstellen, könnten sie zu einem benutzerdefinierten Fertigungssystem mit weitaus mehr Fähigkeiten gebildet werden als alles, was heute existiert. Ein solches hypothetisches Desktop -Gerät wurde als Nanofaktor als

bezeichnet.