Наночастицы смогут действовать сообща

Рой крошечных машин, ускоряющийся сквозь кровоток, чтобы восстановить орган или доставить лекарство — все это похоже на научную фантастику, однако уже в ближайшем будущем станет реальным.

В производстве автономных нано и микродвигателей уже были достигнуты определенные успехи, однако заставить механизмы действовать сообща пока не удавалось. А для оптимального решения поставленных задач микророботы должны четко взаимодействовать друг с другом.

Ученые во главе с Сеном Аюсманом из университета Пенсильвании решили ввести в процесс микрочастицы хлорида серебра, которые действуют сообща подобно живым одноклеточным организмам. Как сообщается в журнале Angewandte Chemie, под воздействием ультрафиолета частицы испускают сигнальное вещество, которое привлекает остальных.

Живые клетки и организмы могут обмениваться информацией, чтобы выполнять задачи командно. Одноклеточная плесень, например, выделяет вещество, на которое отзываются остальные представители сообщества. Микрочастицы хлорида серебра, применяемые Сеном с коллегами в объеме 1 нм обнаруживают те же свойства под воздействием ультрафиолета. Хлорид серебра разлагается, выпуская ионы, которые действуют одновременно как сигнал и приводной механизм.

Это явление основано на диффузофорезе, движении частиц вдоль градиента электролита. Частицы хлорида серебра стремятся к более высокой ионной концентрации. Из-за неравномерности в поверхностях частиц и неоднородного освещения разложение частиц происходит также асимметрично. На поверхности располагаются различные количества ионов, что приводит к локальному ионному градиенты вокруг частиц. Таким образом частицы производят собственный ионный градиент, который позволяет двигаться со скоростью до 100 нм/с. Соседние частицы следуют за градиентом и уже в течение нескольких минут образуют большие группы.

Данная система может использоваться в качестве небиологической модели коммуникаций между клетками. И, несомненно, самое важное значение ее в том, что она представляет принципиально новый проект наночастиц, оснащенных искусственным интеллектом, которые в состоянии работать в команде.

08.04.2009

Оценка: