นาโนมอเตอร์คืออนาคตของการแพทย์

ความก้าวหน้าที่แท้จริงในทางการแพทย์สามารถเกิดขึ้นได้จากอุปกรณ์นาโนต่างๆ และในปัจจุบันมีอุปกรณ์ขนาดเล็กดังกล่าวอยู่เป็นจำนวนมาก แต่ยังไม่มีการพัฒนาแหล่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จากเคมบริดจ์ได้เติมเต็มช่องว่างในด้านนี้เพียงเล็กน้อยและนำเสนอเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ทำงานจากแหล่งกำเนิดแสงภายนอก

การทำงานของนาโนมอเตอร์นั้นคล้ายกับการทำงานของสปริง โดยตัวมอเตอร์นั้นประกอบด้วยอนุภาคนาโนทองคำที่ถูกยึดไว้ด้วยสารคล้ายเจลโพลีเมอร์ที่ทำปฏิกิริยากับความผันผวนของอุณหภูมิ เมื่อสารได้รับความร้อนจากเลเซอร์ ความชื้นจะระเหยออกไปอย่างรวดเร็ว สารนั้นจะเริ่มหดตัว (ราวกับว่ากำลังสปริงตัว) เป็นผลให้นาโนมอเตอร์สะสมพลังงานแสงและเก็บไว้ หลังจากปิดแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งในกรณีนี้คือเลเซอร์ สารนั้นจะเริ่มเย็นตัวลงและดูดซับความชื้นอย่างแข็งขัน พลังงานที่สะสมไว้จะถูกปล่อยออกมา และอนุภาคทองคำจะทำหน้าที่เพิ่มผลของแรงที่สร้างขึ้น

อุปกรณ์ที่พัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญจากเคมบริดจ์สามารถเปรียบเทียบได้กับเรือดำน้ำขนาดเล็กจากภาพยนตร์เรื่อง Fantastic Voyage ซึ่งเรือดำน้ำขนาดเล็กเดินทางผ่านร่างกายมนุษย์เพื่อขจัดลิ่มเลือดออกจากหลอดเลือด นอกจากนี้ นาโนมอเตอร์ยังมีแรงค่อนข้างมากเมื่อเทียบกับน้ำหนักของมันเอง และเช่นเดียวกับมด นาโนมอเตอร์สามารถเคลื่อนย้าย "สิ่งของ" ขนาดใหญ่ได้

นักพัฒนาสังเกตว่าการขยายตัวของสารหลังจากปิดแหล่งกำเนิดแสงนั้นเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ซึ่งเทียบได้กับการระเบิดในระดับจุลภาค ผลกระทบนี้เกิดจากแรงบางอย่างที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของสาร แรงดังกล่าวมีการแสดงออกที่ค่อนข้างรุนแรงในระดับจุลภาค ในขณะที่ภายใต้สภาวะปกติแทบจะไม่มีการแสดงออกเลย ผู้เชี่ยวชาญสังเกตว่าแรงดังกล่าวช่วยให้กิ้งก่าไต่ขึ้นไปบนพื้นผิวแนวตั้งได้ รวมถึงแบบคว่ำด้วย ขนเล็กๆ หลายพันล้านเส้นบนพื้นผิวขาของกิ้งก่าช่วยให้กิ้งก่าไต่ขึ้นไปได้

ดังที่กล่าวไว้ นาโนมอเตอร์จะสะสมพลังงานแสง ซึ่งส่วนใหญ่จะถูกแปลงเป็นพลังงานดึงดูดระหว่างโมเลกุลเจลและอนุภาคทองคำ เมื่อพลังงานดึงดูดถูกทำลาย แรงปลดปล่อยที่เกิดจากทองคำจะมากกว่าแรงบีบอัดวัสดุแบบเดิมหลายเท่า ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ ข้อเสียของนาโนมอเตอร์ในปัจจุบันคือพลังงานจะถูกปลดปล่อยพร้อมกันในทุกทิศทาง และขณะนี้ ความพยายามของกลุ่มวิทยาศาสตร์มุ่งเป้าไปที่การค้นหาวิธีกำหนดทิศทางการไหลของพลังงานในทิศทางเดียวที่ต้องการ

หากนักวิทยาศาสตร์บรรลุเป้าหมายและสามารถควบคุมการไหลของพลังงานที่ปล่อยออกมาในนาโนมอเตอร์ได้ อุปกรณ์ดังกล่าวก็สามารถนำไปใช้ควบคุมนาโนบอทที่ส่งยาไปยังอวัยวะหรือบริเวณที่ได้รับผลกระทบได้ รวมไปถึงเครื่องมือควบคุมจากระยะไกลที่ใช้ระหว่างการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ได้ด้วย

ขณะนี้ทีมงานเคมบริดจ์กำลังพัฒนาปั๊มและวาล์วควบคุมที่ใช้นาโนมอเตอร์สำหรับชิปที่ใช้ในไบโอเซนเซอร์และอุปกรณ์วินิจฉัย

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]