Магнитная бактерия может двигаться вдоль магнитного поля Земли и двигаться вверх или вниз соответственно, чтобы найти свое предназначение.
В 1966 году фэнтезийный фильм под названием «Чудесное морское путешествие» привел киноманов к яркому проявлению нанотехнологий в медицинской практике.
Группа их продвинутых смелых и подводных врачей была таинственно мала, чтобы иметь возможность проникать в кровоток пациента и разрушать тромб в его мозгу, который угрожал его жизни. За последние 36 лет были сделаны большие успехи в создании сложного оборудования даже в небольших масштабах. Это привело к тому, что некоторые люди считают, что такие вмешательства возможны в медицине, и что очень маленькие роботы смогут путешествовать в любом месте.
Все организмы состоят из крошечных клеток, которые сами состоят из меньших строительных блоков нанометрового размера, таких как белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Поэтому можно утверждать, что нанотехнологии так или иначе присутствуют в различных областях биологии.
Но общепринятый термин «нанотехнология» обычно используется для синтетических соединений, изготовленных из полупроводников, металлов, пластмасс или стекла.
Нанотехнология использует неорганические структуры, состоящие из очень маленьких кристаллов нанометрового размера, которые нашли широкое применение в медицинских исследованиях, доставке лекарств в клетки, диагностике заболеваний и, возможно, даже лечении их.
Некоторые круги выражают серьезную обеспокоенность по поводу обратной стороны этой технологии, не могут ли эти наномашины выйти из-под контроля и уничтожить весь живой мир?
Тем не менее, преимущества этой технологии кажутся больше, чем мы можем себе представить. Например, нанотехнологии могут быть разработаны с использованием новых лабораторных устройств и могут использоваться для обнаружения новых лекарств и для обнаружения активных генов в различных условиях в клетках. Кроме того, наночастицы могут играть роль в быстрой диагностике генетических заболеваний и дефектов.
Природа предлагает прекрасный пример полезности неорганических кристаллов в животном мире. Магнитные бактерии - это организмы, на которые воздействует магнитное поле Земли. Эти бактерии растут только на определенной глубине воды или грязи. Кислород вверху этой глубины избыточен, а внизу слишком низок. Бактерия, которая покидает эту поверхность, должна быть способной плыть обратно на эту поверхность. Следовательно, эти бактерии, как и многие их родственники, используют подобный кнуту хвост, чтобы двигаться. Внутри этих бактерий имеется цепь из примерно 20 магнитных кристаллов, каждый из которых имеет диаметр от 35 до 120 нм. Вместе эти кристаллы образуют небольшой компас.
Магнитная бактерия может двигаться вдоль магнитного поля Земли и двигаться вверх или вниз соответственно, чтобы найти свое предназначение.
Этот компас - чудо естественной инженерии на наноуровне. Размер кристаллов также важен. Чем больше магнитная частица, тем дольше сохраняется ее магнитное свойство. Но если частица станет слишком большой, она автоматически разделится на две отдельные магнитные части, магнитные свойства которых противоположны. Такой кристалл обладает небольшим магнитным свойством и не может быть эффективной рукой для компаса. Магнитные бактерии делают свои полюса из достаточного количества кристаллов, чтобы использовать их для своего выживания. Интересно, что когда люди разрабатывают среды для хранения информации на жестком диске, они следуют точно так же, как бактерии, и используют магнитные кристаллы наноразмеров, чтобы быть стабильными и эффективными.
Исследователи пытаются использовать наноразмерные магнитные частицы для диагностики патогенных микроорганизмов. Как и многие из навыков, используемых сегодня, подходы этих исследователей требуют соответствующих антител, которые связываются с этими агентами. Магнитные частицы, такие как метки, связываются с молекулами антител. Если в одном случае рассматривается конкретный патоген, такой как вирус, продуцирующий СПИД, то специфические антитела вируса, которые прикрепляются к магнитным частицам, прикрепляются к ним. Образец промывают для удаления несвязанных антител. Если в образце присутствует вирус СПИДа, магнитные частицы антител, связанных с вирусом, создают магнитные поля, которые обнаруживаются чувствительным устройством. Чувствительность этого лабораторного навыка лучше, чем существующие стандартные методы, и вскоре ожидаемые модификации увеличат чувствительность до нескольких сотен раз.
Современный электронный мир полон передатчиков света. Каждый CD-ридер, например, считывает CD, используя свет от лазерного диода. Диод изготовлен из неорганического полупроводника. Каждое изображение составляет небольшую часть компакт-диска размером с белку молекулы (в нанометрах). В результате создается полупроводник или так называемая «квантовая точка».