Τι είναι η νανομαρά;

Νανομακίνες είναι πολύ μικρές μηχανές, οι διαστάσεις ή τα συστατικά των οποίων μετριούνται σε νανομετρικά.Μια νανομαχίνη μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 1.000 νανόμετρα, αλλά συνήθως όχι μεγαλύτερα από 10.000 νανόμετρα (10 microns).Ο σχεδιασμός και η κατασκευή των νανομακινών είναι ένας στόχος στην μεγάλη και καλά χρηματοδοτούμενη πειθαρχία της νανοτεχνολογίας, αν και πολλοί εργαζόμενοι στη νανοτεχνολογία παίρνουν τη λιγότερο φιλόδοξη διαδρομή σχεδιασμού παθητικών νανοκλίμακας υλικά.Μια νανομαχίνη αναφέρεται σε ένα ενεργό, λειτουργικό σύστημα με συστατικά νανοκλίμακας.

Το ανθρώπινο σώμα είναι γεμάτο με νανομακίνες, αναμφίβολα αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του.Ένα κύτταρο μπορεί να θεωρηθεί νανομαχίνη επειδή αποτελείται από συστατικά νανοκλίμακας.Μια ακόμη πιο προφανής νανομαχίνη θα ήταν ριβοσώματα, μοριακά εργοστάσια που συνθέτουν πρωτεΐνες.Τα ριβοσώματα έχουν διάμετρο περίπου 20 νανόμετρα.Άλλες βιολογικές νανομαχίνες θα ήταν βακτηρίδια και ιοί. Σήμερα, οι νανομαχίνες εξακολουθούν να είναι ουσιαστικά στη φάση έρευνας και ανάπτυξης, αν και οι ερευνητές είναι πολύ ελπιδοφόροι για τις μακροπρόθεσμες δυνατότητές τους.Ένα νανομαχίνη, που ανακοινώθηκε τον Απρίλιο του 2008 από ερευνητές από το Nano Machine Center στο Ινστιτούτο Nanosystems της Καλιφόρνια στο UCLA, μπορεί να απελευθερώσει αντικαρκινικά φάρμακα εντός του κυττάρου όταν ενεργοποιείται από το φως.Το μηχάνημα, που ονομάζεται Nanoimpeller, αποτελείται από μεσοπορώδη νανοσωματίδια πυριτίας με τους πόρους του επικαλυμμένους σε αζοβενζόλιο, μια χημική ουσία που μπορεί να αλλάξει μεταξύ δύο διαφορετικών θέσεων ανάλογα με την έκθεση στο φως.Το εσωτερικό του νανοσωματιδίου ήταν γεμάτο με αντικαρκινικό φάρμακο και στη συνέχεια εισήχθη σε ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα σε καλλιέργεια, όπου εξελίσσονταν από την έκθεση στο φως για να απελευθερώσουν το ωφέλιμο φορτίο τους.Μεταβάλλοντας την ένταση και το μήκος κύματος του φωτός έδωσε στους ερευνητές τον ακριβή έλεγχο της νανομακίνης τους.

Άλλες ενδιαφέρουσες νανομαχίνες έχουν κατασκευαστεί από το Nadrian Seemans Lab στο Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης.Χρησιμοποιώντας το DNA, ο Dr. Seeman έχει παράγει ενεργές συστοιχίες πλέγματος που εναλλάσσονται μεταξύ των διαμορφώσεων και ακόμη και ενός περιπατητή DNA που μπορεί να προχωρήσει σε μοριακά πόδια.Το Seemans Lab έχει αποδείξει την ευελιξία του DNA ως οικοδομικό υλικό για νανομακινές.Εάν οι νανομαχίνες θα μπορούσαν να εξελιχθούν σε αυτοαναπληξία ή θα μπορούσαν να κατασκευαστούν σε μεγάλες ποσότητες χρησιμοποιώντας αυτοσυναρμολόγηση και προγραμματίζονται σε συνεργασία για τη δημιουργία αντικειμένων, θα μπορούσαν να διαμορφωθούν σε ένα προσαρμοσμένο σύστημα παραγωγής με πολύ περισσότερες δυνατότητες από ό, τι υπάρχει σήμερα.Μια τέτοια υποθετική συσκευή επιφάνειας εργασίας έχει ονομαστεί νανοσωματίδια.