Co to jest nanomaszyna?
Nanomaszyny to bardzo małe maszyny, których wymiary lub elementy są mierzone w nanometrach. Nanomaszyna może być większa niż 1000 nanometrów, ale zwykle nie większa niż 10 000 nanometrów (10 mikronów). Projektowanie i wytwarzanie nanomaszyn jest celem dużej i dobrze finansowanej dyscypliny nanotechnologii, chociaż wielu pracowników nanotechnologii wybiera mniej ambitną drogę projektowania pasywnych materiałów w nanoskali. Nanomaszyna odnosi się do aktywnego, funkcjonującego układu z komponentami w skali nano.
Ciało ludzkie jest wypełnione nanomaszynami, które prawdopodobnie stanowią większość jego masy. Komórkę można uznać za nanomaszynę, ponieważ składa się ze składników w nanoskali. Jeszcze bardziej oczywistą nanomaszyną byłyby rybosomy, fabryki molekularne, które syntetyzują białka. Rybosomy mają średnicę około 20 nanometrów. Innymi biologicznymi nanomaszynami byłyby bakterie i wirusy.
Obecnie nanomaszyny wciąż znajdują się zasadniczo w fazie badań i rozwoju, choć naukowcy mają nadzieję na ich długoterminowy potencjał. Jedna nanomaszyna, ogłoszona w kwietniu 2008 r. Przez naukowców z Nano Machine Center z California NanoSystems Institute na UCLA, może uwalniać leki przeciwnowotworowe w komórce po aktywacji przez światło. Maszyna, zwana nanoimpellerem, składa się z mezoporowatych nanocząstek krzemionki, której pory pokryte są azobenzenem, substancją chemiczną, która może przełączać się między dwiema różnymi pozycjami w zależności od ekspozycji na światło. Wnętrze nanoimpellera wypełniono lekiem przeciwnowotworowym, a następnie wprowadzono do ludzkich komórek rakowych w hodowli, gdzie zostały one nakłonione przez ekspozycję na światło w celu uwolnienia ich ładunku. Różnicowanie intensywności i długości fali światła dało naukowcom precyzyjną kontrolę nad ich nanomaszyną.
Inne interesujące nanomaszyny zostały zbudowane przez laboratorium Nadriana Seemana na New York University Department of Chemistry. Korzystając z DNA, dr Seeman stworzył aktywne macierze siatki, które zmieniają się między konfiguracjami, a nawet „spacerowicz” DNA, który może poruszać się do przodu na molekularnych „nogach”. Laboratorium Seemana wykazało wszechstronność DNA jako materiału budowlanego dla nanomaszyn.
Chociaż nanomaszyny znajdują się właśnie na etapie badań, ich największy długoterminowy wpływ może dotyczyć produkcji, medycyny i wojska. Gdyby nanomaszyny można było nakłonić do samoreplikacji lub zbudować w dużych ilościach za pomocą samoorganizacji i zaprogramować do współpracy w tworzeniu obiektów, można by je uformować w niestandardowy system produkcyjny o znacznie większych możliwościach niż jakikolwiek istniejący obecnie. Takie hipotetyczne urządzenie stacjonarne nazwano nanofabrycznym.