นาโนมอเตอร์ หรือ “ยารักษาตัวเอง” สำหรับอุปกรณ์ต่างๆ

คอมพิวเตอร์ แท็บเล็ต หรือสมาร์ทโฟนที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้อาจฟังดูเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์แล้ว สิ่งที่เป็นไปไม่ได้นั้นไม่มีขีดจำกัด และการศึกษาวิจัยล่าสุดอย่างหนึ่งได้พัฒนานาโนมอเตอร์ที่สามารถแก้ไขปัญหาเล็กๆ น้อยๆ ได้โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากภายนอก

แนวคิดในการสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการเสนอแนะโดยสิ่งมีชีวิตเอง หรือพูดให้ชัดเจนกว่านั้นก็คือระบบภูมิคุ้มกันเป็นที่ทราบกันดีว่าภูมิคุ้มกันเป็นระบบเฉพาะตัวของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ปกป้องเนื้อเยื่อและอวัยวะจากโรค ระบุและทำลายเชื้อก่อโรค (ไวรัส แบคทีเรีย) และเซลล์เนื้องอก ระบบภูมิคุ้มกันสามารถจดจำเชื้อก่อโรคต่างๆ ได้มากมาย และยังแยกแยะไบโอโมเลกุลของเซลล์ของตัวเองจากเซลล์แปลกปลอมได้อีกด้วย

ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงพัฒนานาโนมอเตอร์ที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ค้นหาและแก้ไขข้อบกพร่องต่างๆ ในระบบอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น รอยขีดข่วนเล็กๆ น้อยๆ) นาโนมอเตอร์ดังกล่าวสามารถใช้ในอิเล็กโทรด แผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นหรือแบบมาตรฐาน และอุปกรณ์อื่นๆ ที่จะแก้ไขข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ได้โดยไม่ต้องมีสิ่งรบกวนจากภายนอก ตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าว

ดร. เจนซิ่ง ลี จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่าวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่เกือบทั้งหมดเป็นกลไกที่ซับซ้อน ซึ่งแม้แต่รอยแตกร้าวเล็กๆ ก็สามารถทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติได้ ปัจจุบัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ชำรุดสามารถซ่อมแซมได้ด้วยการบัดกรี แต่การซ่อมแซมด้วยนาโนเทคโนโลยีจะถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ

แกดเจ็ตกำลังเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของเราอย่างรวดเร็ว และในอนาคตอันใกล้นี้ แกดเจ็ตอาจเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของเราในทุกด้าน ไม่ว่าจะเป็นเสื้อผ้า ไปจนถึงอุปกรณ์เสริมต่างๆ แต่การพบปัญหาและการแก้ไขข้อบกพร่องในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ถือเป็นปัญหาใหญ่ในปัจจุบัน

ทีมวิจัยได้สร้างโครงการและสร้างนาโนมอเตอร์จากอนุภาคนาโนทองคำซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แพลตตินัมที่รวมอยู่ในองค์ประกอบจะกระตุ้นการสลายตัวของเชื้อเพลิงเป็นออกซิเจนและน้ำซึ่งช่วยเร่งอนุภาค เพื่อทดสอบการพัฒนาในทางปฏิบัติ นักวิทยาศาสตร์ได้นำวงจรที่เสียหายมาเชื่อมต่อกับ LED เป็นผลให้นาโนมอเตอร์เคลื่อนที่ไปบนวงจรจนกระทั่งถึงจุดแตกหัก จากนั้นจึงพุ่งเข้าไปในวงจรและกลายเป็นสะพานเชื่อมทั้งสองด้าน เนื่องจากอนุภาคของนาโนมอเตอร์ทำจากวัสดุตัวนำ ความสามารถของวงจรในการส่งกระแสไฟฟ้าจึงได้รับการฟื้นคืน และ LED ก็เริ่มเรืองแสงอีกครั้ง

ตามที่ศาสตราจารย์หลี่กล่าวไว้ นาโนมอเตอร์ดังกล่าวน่าจะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับวงจรที่อยู่ในสถานที่ที่ซ่อมแซมได้ยาก เช่น ในชั้นตัวนำของแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้ในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย นอกจากนี้ นาโนมอเตอร์ยังสามารถซ่อมแซมความเสียหายของเซนเซอร์แบบยืดหยุ่นและแบตเตอรี่ซึ่งกำลังได้รับการพัฒนาควบคู่กันในห้องทดลองของหวังได้อีกด้วย

ผู้เชี่ยวชาญสังเกตว่าวิธีการที่คล้ายกันนี้สามารถใช้ในสาขาการแพทย์เพื่อส่งยาไปยังเซลล์หรืออวัยวะที่เจาะจงได้ และห้องปฏิบัติการที่ศาสตราจารย์หลี่และทีมงานของเขาทำงานอยู่ยังทำงานเกี่ยวกับการสร้างนาโนมอเตอร์ที่สามารถใช้รักษาโรคต่างๆ ได้อีกด้วย