Cómo los legos moleculares abren la puerta a la verdadera nanotecnología

Los robots son geniales. ¿Robots que operan a nivel molecular? Son aún más geniales, y no hay límite a lo que podrían lograr.

Si bien la ciencia ha estado fascinada por los bloques de construcción increíblemente pequeños del mundo durante cientos de años, solo desde la década de 1980 la comprensión científica y el desarrollo tecnológico han permitido que la nanociencia sea un campo de investigación activo..

Estamos acostumbrados a pensar que los robots impresionantes son increíblemente grandes o increíblemente complejos, pero los nuevos y emocionantes desarrollos han dejado a los nanorobóticos listos para redefinir completamente muchas áreas de la ciencia y la tecnología.

¿Qué tan pequeño estamos hablando, exactamente?

La nanorobótica trata con materiales a nivel molecular y más pequeños, lo que significa que los nanorobots están trabajando con átomos individuales, proteínas, moléculas y células..

Una de las maneras más fáciles de entender por qué la nanociencia es tan importante es pensar en todos esos átomos nanoscópicos como bloques de LEGO..

Al igual que LEGO, los átomos y las moléculas se pueden combinar de innumerables formas para crear cualquier cosa en el mundo natural, y esta capacidad abre la puerta para influir literalmente en todos los aspectos de nuestras vidas..

Si la analogía de LEGO no funciona, Big Hero 6 “MicroBots” son otra forma bastante buena de conceptualizar nanorobots; solo recuerda que los nanorobots son varios millones de veces más pequeños que los microbots ficticios.!

¿Qué hacen los nanorobots??

La nanotecnología ya nos ha permitido fabricar materiales más resistentes y duraderos mediante la manipulación de estructuras moleculares, y ha sido una fuerza impulsora detrás de una gran cantidad de tecnología moderna (incluida la película de plástico que conforma la pantalla de su computadora portátil o teléfono)..

La investigación nanorobótica tiene un enfoque diferente, y sus aplicaciones son mucho más emocionantes.

Los últimos avances en investigación han creado nanorobots que pueden realizar funciones altamente especializadas a nivel nanoscópico. Algunos nanorobots actúan como interruptores, otros como bombas y otros como motores que pueden impulsar ese nanorobot a través del espacio y el líquido..

Estas máquinas moleculares engañosamente simples pueden usarse para construir polipéptidos personalizados a partir de aminoácidos; hacer uso de reacciones químicas cuidadosamente programadas para “caminar” en entornos demasiado pequeños u hostiles para otros mecanismos; y actuar como una vía para transferir moléculas clave de un lugar a otro.

Las muchas aplicaciones de los nanorobots ya están redefiniendo la tecnología, la medicina y la ciencia ambiental, y los nanorobots están realmente en su infancia cuando se considera todo lo que podrían lograr en el futuro.!

¿Cómo se ve el futuro de los nanorobots??

Computadoras Nanorobot

Los interruptores de Nanorobot han estado en desarrollo desde 1994 que son ligeros y sensibles a los químicos, lo que les da a los creadores influencia sobre cuándo (o no) realizan su función prevista.

Otra gran aplicación de interruptores? Tareas informáticas básicas.

Actualmente, los investigadores están trabajando para codificar información en nanorobots de la misma manera que lo haría en una computadora más grande. Los nanorobots ya han podido realizar tareas de almacenamiento / recuperación de memoria a un nivel básico, pero en un futuro próximo esta tecnología se utilizará para crear celdas de memoria de alta densidad que pueden almacenar grandes cantidades de información en un espacio físico increíblemente pequeño..

Tratamientos contra el cáncer nanorobot

La nanotecnología está cambiando la medicina Cómo la nanotecnología está cambiando el futuro de la medicina Cómo la nanotecnología está cambiando el futuro de la medicina El potencial de la nanotecnología no tiene precedentes. Los verdaderos ensambladores universales marcarán el comienzo de un profundo cambio en la condición humana. Por supuesto, todavía hay un largo camino por recorrer. Leer más, y está cambiando rápidamente. Los nanorobots ofrecen a los médicos la oportunidad de tratar enfermedades en su fuente molecular, y esta oportunidad no tiene paralelo con ningún medicamento en el mercado.

Los interruptores de nanorobot que son sensibles a cierta longitud de onda de la luz se están considerando para su uso en tratamientos contra el cáncer. Un tratamiento potencial es demasiado peligroso para usar en su forma actual porque no puede discriminar entre células cancerosas y no cancerosas.

Borowiak et al sugieren que si se incluyera un interruptor de nanorobot sensible a la luz en el tratamiento, un área de tan solo 10 micrómetros de ancho podría enfocarse con una fuente de luz. La luz causaría que el interruptor de nanorobot “dar la vuelta”, Activar el compuesto de una manera que eliminaría solo las células cancerosas dirigidas y permitiría que las células sanas sobrevivan. Lo mejor de todo es que, si estos interruptores fueran reutilizables, esto podría disminuir en gran medida la cantidad de procedimientos invasivos a los que se sometería alguien que se sometiera a tratamientos contra el cáncer!

Nanorobot, M.D.

Otro potencial médico emocionante se basa en gran medida en los motores nanorobot que pueden controlarse desde la distancia para administrar medicamentos a una ubicación exacta en el cuerpo. Estos motores se hacen típicamente creando una reacción química que impulsa al robot a través de un líquido. Hasta hace poco, estos motores a menudo dependían de reacciones químicas que no eran seguras para el uso humano..

¡Los desarrollos recientes en los motores de nanorobot de Gao et al los han hecho mucho más seguros! Se pueden crear diminutos motores de nanorobot haciendo reaccionar el núcleo de zinc de un nanorobot con forma de tubo con ácido estomacal, una reacción química segura que puede permitir que los medicamentos se administren al revestimiento del estómago rápidamente. Hasta ahora, este procedimiento solo se ha probado con ratas, pero hasta ahora los estudios son prometedores.

También se están desarrollando nanorobots magnéticos que pueden administrar medicamentos rápidamente (¡en cuestión de segundos!) A través del torrente sanguíneo con ayuda de un campo magnético (que se muestra en el video a continuación)

Nanorobots en el medio ambiente

Una gran cantidad de investigaciones de nanorobots se centran en hacer que los procesos sean más pequeños, pero también se encuentra un valor igual en observar su influencia en una escala macro. Cientos de miles de nanorobots microscópicos que trabajan juntos en un esfuerzo coordinado pueden ser nuestra única esperanza de salvar el medio ambiente 5 maneras en que la tecnología salvará el medio ambiente 5 formas en que la tecnología salvará el medio ambiente La tecnología a menudo se considera un villano antiecológico, pero ¿sabía ¿Que tecnología avanzada se está utilizando, en este momento, en la conservación de vanguardia? Lee mas .

Una cantidad significativa de investigación en nanotecnología ambiental se centra en si los nanorobots pueden ser útiles para corregir la contaminación. La contaminación ha alcanzado niveles de crisis en lugares como China, y los nanorobots lo suficientemente livianos para elevarse en el aire pueden ser capaces de atrapar contaminantes a nivel nanoscópico, o ser desplegados en fábricas productoras de emisiones para detener la contaminación en su origen.

De manera similar, hay esperanza de que se desarrollen nanorobots que puedan ser lanzados en masa para combatir desastres como derrames de petróleo. A través del trabajo reciente que enseña a los nanobots a actuar colectivamente, es posible que cada motor de nanorobot pueda atacar moléculas de aceite individuales mientras trabaja en colaboración con todos los demás nanobots lanzados para el mismo propósito..

Una oportunidad increíble final que se presenta con la nanotecnología en el entorno natural es su potencial para crear agua potable limpia. Muchas áreas de la Tierra están sufriendo actualmente por la falta de disponibilidad de agua fresca, segura y potable, un problema que los nanorobots pueden resolver. Es totalmente posible que los nanorobots puedan eliminar las bacterias y otros contaminantes de las fuentes de agua sucia, lo que podría salvar una gran cantidad de vidas..

Hay muchos trabajos que serán asumidos por los robots. ¿Qué sucede cuando los robots pueden hacer todos los trabajos? ¿Qué sucede cuando los robots pueden hacer todos los trabajos? Los robots se están volviendo más inteligentes rápidamente, ¿qué sucede cuando pueden hacer cada trabajo mejor y más barato que los seres humanos? Lea más, pero los humanos ya no son suficientes cuando se trata del trabajo que se debe realizar en el medio ambiente, por lo que es emocionante ver que todo este campo puede revitalizarse a través de la nanotecnología.!

Nanorobots en los deportes

Los científicos son mis personas favoritas. Ellos solo son.

Los científicos del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (NIST) han desarrollado nanorobots que pueden jugar un sólido juego de fútbol usando un grano de arroz como su campo y una pelota con un ancho menor que un cabello humano como su pelota. Los nanorobots están controlados por campos magnéticos o señales electrónicas y están hechos de materiales como aluminio, oro y silicio..

Me gustaría creer que este era su objetivo final, pero la verdad es que juegos como este ayudan a los científicos a medir de qué son capaces los nanorobots (incluida la agilidad, la maniobrabilidad y la capacidad de respuesta) y a ajustar su diseño.

Qué más está en el horizonte?

Una de las partes más interesantes de la nanotecnología es que, en lo que respecta a las ciencias, apenas hemos arañado la superficie de su potencial en los últimos treinta y tantos años..

Pensar en el alcance potencial de influencia que podrían tener estos nanorobots es inspirador, increíble ... y también un poco aterrador. Hay una gran cantidad de sentimientos contra los robots en el mundo. La desaparición de HitchBot demuestra que los Estados Unidos no está listo para los robots La demora de HitchBot demuestra que los Estados Unidos no está listo para los robots Leer más, y definitivamente se extiende a los nanorobots. Los críticos de la nanotecnología a menudo expresan su preocupación por el uso de nanorobots para impactar negativamente la salud humana y su potencial como armas.

Estas críticas son válidas, y será importante asegurarse de que los poderes de la nanotecnología se utilicen para el bien y no para el mal..

En este caso, sin embargo, el bien que pueden salir de los nanorobots para la salud humana, la tecnología, el medio ambiente y los deportes microscópicos definitivamente supera los riesgos?

¿Cuál crees que será el uso más emocionante de la nanotecnología?? ¿Tiene alguna preocupación sobre su uso??

Crédito de la imagen: Lego DNA de Michael Knowles a través de Flickr, Mirexon a través de Shutterstock.com; ktsdesign a través de Shutterstock.com

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