สะพานที่ถูกไฟไหม้

ปัญหาหนึ่งที่เกิดขึ้นกับแมงมุมอิสระที่ตัดเส้นทางด้านหลังคือการที่ origami ถูกใช้หมดหลังจากวิ่งเพียงครั้งเดียวนักฟิสิกส์ Andrew Turberfield จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดในอังกฤษกล่าวว่า “หากมอเตอร์ของคุณทำลายรางรถไฟตลอดไป คุณต้องสร้างรางขึ้นใหม่ ซึ่งจะทำให้คุณต้องเสียพลังงานมหาศาล” “รถยนต์ที่เคี้ยวตามถนนด้านหลังจะไม่เป็นที่นิยม”Turberfield กำลังทำงานเพื่อให้ผู้เดินเคลื่อนไหวได้ด้วยตัวเองโดยไม่ทำลายเส้นทางของพวกเขา ทีมของเขาได้คิดค้นเครื่องช่วยเดินสองเท้าที่เดินไปตามสาย DNA ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยการพลิกตัวมันเอง เหมือนกับนักยิมนาสติกกำลังยกมือบนเสื่อ

เส้นใย “เชื้อเพลิง” ที่เพิ่มเข้าไปในสารละลายโดยรอบช่วยยกเท้า

หลังของวอล์คเกอร์ จากนั้นวอล์คเกอร์พลิกตัวและก้าวไปข้างหน้าบนลู่วิ่ง สามารถถอยหลังได้เพียงเปลี่ยนไปใช้เส้นใยเชื้อเพลิงที่ทำปฏิกิริยากับเท้าหน้า

นาโนบ็อตประเภทนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากไคเนซิน ซึ่งเป็นมอเตอร์โมเลกุลตามธรรมชาติที่บรรทุกสินค้ารอบเซลล์ Turberfield กล่าว เท้าทั้งสองของ Kinesin ประสานกันเพื่อให้เท้าหลังเป็นเท้าที่จะยกขึ้นก่อนและก้าวไปข้างหน้าเสมอ

“เรากำลังดูว่าเซลล์ทำอะไรกับมอเตอร์และกำลังพยายามเลียนแบบเซลล์” เทอร์เบอร์ฟิลด์กล่าว “ถ้าคุณมองว่าชีววิทยาเป็นแรงบันดาลใจ คุณจะไม่ผิดพลาดมากนัก”

สายการประกอบนาโน

แมงมุม DNA อีกสายพันธุ์ใหม่ในโลกนาโนเทคทำมากกว่าเดิน นอกจากนี้ยังหยิบสินค้าที่มีสามแขนดีเอ็นเอ

กลุ่มหนึ่งที่นำโดย Ned Seeman ผู้บุกเบิกด้านนาโนเทคโนโลยี DNA จากมหาวิทยาลัยนิวยอร์กได้ออกแบบแมงมุมสามแขนสี่ขาที่หยิบอนุภาคนาโนทองคำจากสถานีตามเส้นทางโอริกามิ แมงมุมเดินเองไม่ได้ แต่ต้องการให้นักวิทยาศาสตร์เพิ่ม DNA สายสั้นๆ เพียงเส้นเดียวลงในสารละลายโดยรอบในแต่ละขั้นตอนเพื่อเกลี้ยกล่อมให้เท้าไปข้างหน้า

นักวิจัยฝังสามสถานีลงใน origami แต่ละสถานีบรรจุอนุภาคนาโนทองคำที่ห่อหุ้มด้วยดีเอ็นเอเส้นเดียวซึ่งประกอบกับดีเอ็นเอที่อยู่ในอ้อมแขนของแมงมุม เมื่อแมงมุมหยุดที่สถานี แขนของ DNA แขนหนึ่งจะจับกับสายจูง DNA นี้ จับอนุภาคนาโนแล้วดึงออกจาก origami เมื่อแมงมุมเคลื่อนตัวออกจากสถานีนั้น มันจะบรรทุกสินค้าใหม่ไปยังสถานีต่อไป ซึ่งจะรับอนุภาคนาโนอีกตัวหนึ่ง

ซีแมนเปรียบเทียบแมงมุมกับโครงรถที่เคลื่อนที่ไปตามสายการประกอบ

ส่วนประกอบต่างๆ ถูกเพิ่มเข้าไปในสไปเดอร์ “เหมือนกับที่คุณเพิ่มประตู พวงมาลัย หรือเครื่องยนต์ลงในแชสซี” Seeman ซึ่งงานของแมงมุมก็ปรากฏในนิตยสารNature ฉบับวันที่ 13 พฤษภาคม เช่นกัน

หลังจากหยุดอีกสองครั้ง แมงมุมอาจมีอนุภาคมากถึงสามชิ้นในอ้อมแขน แต่อาจมีเพียงหนึ่งหรือสอง นั่นเป็นเพราะว่าสถานีต่างๆ สามารถตั้งโปรแกรมให้ยกเลิกหรือเก็บสินค้าได้ แมงมุมอาจหยิบอนุภาคนาโนที่ผสมกันโดยใช้รางเดียวกัน

Seeman กล่าวว่าในอนาคต สายการประกอบเพียงเส้นเดียวอาจสามารถทำงานกับหน่วยการสร้างมากกว่าสามกลุ่มได้ สายการประกอบที่ยาวขึ้นดังกล่าวสามารถสร้างวัตถุที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ นอกจากนี้ เขายังวางแผนที่จะทำให้แมงมุมเหล่านี้เป็นอิสระเพื่อให้พวกมันสามารถทำงานได้โดยที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ต้องเพิ่มสาย DNA ใหม่ในแต่ละการเคลื่อนไหว

ในที่สุด เขาต้องการพยายามรวบรวมโมเลกุลที่จะรวมเข้าด้วยกันเป็นสารประกอบเชิงซ้อน แทนที่จะสร้างสิ่งต่าง ๆ ที่ DNA จะต้องยึดไว้ด้วยกันในที่สุด เขาคิดว่าแมงมุมสามารถรับโมเลกุลแต่ละตัวที่สถานีแต่ละแห่งที่จะเกาะติดกัน โดยการนำโมเลกุลมารวมกันทีละตัว สไปเดอร์สามารถประกอบชิ้นส่วนปริศนาระดับโมเลกุลเข้าด้วยกันซึ่งไม่ได้ตอบสนองได้ดีในธรรมชาติ นี่อาจช่วยนักเคมีได้ เขากล่าว

“สิ่งที่เราทำในตอนนี้ในแทบทุกวิชาเคมีคือการโยนสิ่งต่างๆ ลงในหม้อ แล้วหมุนไปรอบๆ เพื่อให้พวกมันชนกัน” ซีแมนกล่าว “โดยหลักการแล้ว เราสามารถทำปฏิกิริยาได้ง่ายขึ้น”

คลานไปสู่อนาคต

นักวิจัยยอมรับว่าแมงมุม DNA ยังไม่สามารถทำอะไรที่เป็นประโยชน์ได้ และนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่เต็มใจที่จะคาดการณ์อนาคตไกลเกินไปเกี่ยวกับสิ่งที่ nanorobots เหล่านี้สามารถทำได้ในที่สุด

Niles Pierce วิศวกรชีวภาพของ Caltech ผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับ DNA walkers กล่าวว่า “น่าสนใจมากที่สามารถจินตนาการถึงสิ่งที่มีขนาดเล็กกว่ามนุษย์ที่เคลื่อนไหวได้เป็นพันล้านเท่า “แต่การนำการเคลื่อนไหวนั้นไปใช้ให้เกิดประโยชน์ในการผลิตส่วนประกอบระดับนาโน นั่นยังคงเป็นเป้าหมายแห่งอนาคต”

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง