Футбол, лёгкая атлетика - всё это в последнее время, мягко говоря, не радует. Вообще я считаю, что настало время провести в области спорта в РФ коренные перемены. Это даже можно сделать национальной идеей. Здоровое, физически развитое , но не уродующее чрезмерно своё тело, общество. Воспользоваться сложившейся ситуацией и провести коренные изменения в государственной политике в отношении спорта. И не на словах, а на деле. Убрать самую возможность и необходимость (из-за требований спортивных чиновников или желания самого спортсмена всех объегорить) пользоваться допингами.
Но сегодня я пишу тему о науке.
Я хочу познакомить вас с новыми исследованиями в области нанотехники. С некоторыми проблемами в этой области меня познакомила Francesca Moresco (50 лет) .
Она является экспертом по материалам и нанотехнике в Техническом университете Дрездена.
Коллектив под её руководством сконструировал скоростной автомобиль, который состоит лишь из 4-х молекул.
В октябре 2016 этот маленький гоночный автомобиль величиной от 1 до 2 миллионной части миллиметра должен стартовать на первом всемирном Nano-Grand-Prix, проведение которого планируется во Франции. На первенстве будут также конструкции из Японии, США и, возможно, некоторых других стран. Эта примечательная гонка нового вида будет проводиться в лаборатории на туннельном растровом микроскопе при низкой температуре.
Возникает вопрос: что и кому это даст?
Это интересно многим, но особенно физикам. Им интересно наблюдать как спешит наноавтомобиль на невидимой не вооружённым глазом гоночной трассе из золота. Одно лишь отслеживание такого автомобиля на трассе является искусством, а управлять им - считается для физика честью. Это сравнивают с управлением двигателя при помощи электрических импульсов напряжения.
А что будет дальше?
Moresco надеется получить новые знания для наноисследований. Крошечные автомобили , например, могли бы в будущем протягивать проводники атомарной толщины или чистить микроскопические поверхности...
Но отвлечёмся от наноавтомобиля и перейдём непосредственно к теме...
Крошечные, вёрткие, умные: нанороботы должны революционизировать медицину. Исследователи посылают их в путешествие по кровеносным сосудам для борьбы с болезнями.
Заглянем в будущее: крошечный робот плавает по артериям, захватывает внутрь красные кровяные тельца и впрыскивают определённые медикаменты.
Предназначенный для использования в «разумных» сисиемах и изготовленный в Штутгарте в Max-Planck институте винт имеет в длину только 2 микрона. Он должен проникать в слизистую оболочку, чтобы обеспечить доставку медикаментов точно к опухоли.
1 Винт из диоксида кремния ( SiO2 ) покрыт слоем никеля. Это даёт возможность передвижения с помощью магнитного поля
2 Расположение сети капилляров в желудочной слизистой оболочке.
3 Стенка желудка.
4 Наслоения из уреазы: энзим разжижает вязкую облочку желудка, чтобы винт смог проникнуть в желудочную оболочку.
5 Головка
В моих темах о передовых достижениях в науке уже стало традицией ссылаться на выпущенные уже довольно давно фантастические фильмы. Сейчас я ссылаюсь на фильм «Fantastic Voyage» (Фантастическое путешествие), упомянутый одним из специалистов , разрабатывающих разумные системы. К сожалению, фильм не был дублирован, но он есть в интернете.
Итак:
Фильм 1966 года делался без компьютерной графики. „Сжавшаяся до микроскопических размеров» подводная лодка в «Фантастическом путешествии» плывёт по 7-метровому тоннелю из смолы и фибергласса (стекловолокно).
Капитан Bill Owens рассматривает пульсирующую артерию. За стеклом мимо проплывают красные кровяные тельца. Скоро подводная лодка капитана достигнет сгустка крови в мозгу. Сердце глухо стучит где-то далеко внизу.
Эта сцена из фильма «Fantastic Voyage» показывает, что люди уже довольно давно мечтают о победе над болезнями с помощью крошечных устройств.
Фильм из 1966 года рассказывает историю учёного, лежащего при смерти. Гематома в голове не может быть вылечена традиционными методами. Поэтому подводная лодка была уменьшена до микроскопической величины (вместе с людьми) и послана по телу учёного.
Профессор по робототехнике Brad Nelson из Eidgenössischen Technischen Hochschule в Zürich-е говорит: «Мне нравится этот фильм и мне нравится, что Голливуд не ограничивается вещами, которые можно построить в натуральную величину и не ограничивает себя физическими запретами».
Brad Nelson
Рабочая группа этого профессора в течение нескольких последних лет занимается популяризацией микроскопических медицинских роботов. При этом они ограничиваются размерами роботов, которые можно назвать крошечнее микроскопических. Последний наноробот этого коллектива называется «Гном» и имеет размеры не более 1/1000 миллиметра.
Одно из последних достижений этой группы - игла, величиной несколько микронов.
В ETH в Zürich-е разработана крошечная игла, которой можно управлять с помощью магнитного поля.
Эта игла вводится в глаз, чтобы обрабатывать венозную сеть в коже, где тромбоз блокирует нормальное течение крови, что может стать причиной опухоли. В особо неблагоприятном случае эти тромбозы могут привести к слепоте.
Уже довольно скоро минироботы с винтовым движителем могли бы самостоятельно устранять кровяные сгустки в глазу.
Пока что такие закупорки плохо поддаются медикаментозному лечению. Но считается, что в будущем микророботы смогут свободно промывать наши вены. Благодаря внешнему переменному магнитному полю эти микророботы смогут приводиться в движение и направляться в разные части тела. Там они будут причаливать к тромбам и впрыскивать «разжижитель» крови.
Исследователи уже успешно смогли ввести минииглу в глаз коровы. Однако до первых клинических испытаний может , по оценке Nelson-a, пройти ещё лет пятнадцать.
Перемещение медикаментов, по мнению учёных, в будущем станет важнейшей функцией нанороботов. Их можно было бы, например, целенаправленно направлять в новообразования, которые с помощью контрастных веществ делать лучше видимыми и затем при помощи медикаментов , введенных в нужное место, целенаправленно угнетать и побороть. Это прямая противоположность нынешней химиотерапии, которая занимается, так сказать, бомбардировкой по площадям, при этом повреждается много здоровых тканей и органов.
Первые применения терапии такого вида уже имеются. Противораковые средства прикрепляются к частицам из хорошо проводящего золота, чтобы их можно было в теле перемещать к местам, где они фактически нужны. Правда, по признанию исследователей и здесь есть проблема: медикаменты не удаётся целенаправлено направить к опухоли - более 90% действующих веществ остаются не использованными по назначению.
Сравнение величин
1 - Нить ДНК (2,5 нм)
2 - протеин (5 нм)
3 - красные кровяные тельца (7 000 нм )
4 - человеческий волос (80 000 нм)
Роботы, имеющие движитель для продвижения к цели, станут тут большим прорывом. Однако, напомню, что невооружённым глазом их путь по телу нельзя проконтролировать. Врачу придётся полностью положиться на современное изображение. В этом случае опять-таки хорошо было бы наблюдать этот процесс в магниторезонансном томографе.
Однако пофантазируем ещё немного.... Роботы, имеющие размеры красного кровяного тельца, могли бы посылать данные из самых, так сказать, далёких закоулков нашего тела. Или даже, если в тканях обнаружится целый рой новообразований, когда-нибудь в будущем, может быть, делать крошечные разрезы и тем самым избежать некоторых операций под наркозом.
На сегодня всё...
Пойду готовится к футболу..
Это интересно
+6
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Дубайский метрополитен.
(6)
snut
,
08.07.2021
20240419030212