Témata
Reklama

Nanorole mohou v budoucnu nahradit práci svalů v lidském těle

Českým vědcům se podařilo experimentálně dokázat do této doby pouze teoreticky předpokládaný jev – rozvinování a svinování uhlíkové nanorole. I když do dnešního dne existovaly hypotézy a simulace, Pavel Janda se spolupracovníky z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR jsou prvními, kterým se podařilo pohyb nanorole experimentálně řídit. O svém objevu teď vědci publikovali článek v odborném časopise Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP). Nanorole, tvořená svinutými listy grafenu, by tak mohla v budoucnu získat významné místo v nanotechnologiích.

Princip nanorole je jednoduchý, jedná se o ruličku svinutého grafenu, která by vzdáleně mohla připomínat pérko do hodinek. Její unikátní vlastností je schopnost převádět elektrické napětí na pravidelný opakovaný pohyb rozvinování a zavinování. Toto “cvičení“ nanorole se jeví jako ideální pro využití například v biomedicínském inženýrství. Nahradit by tak mohla třeba svalová vlákna. V zavinutém stavu má totiž nanorole průměr v rozsahu jednotek nanometrů, její délka se pak pohybuje od stovek nanometrů až po několik mikronů a k rozvinutí stačí napětí několika desetin voltu.

Reklama
Reklama
Reklama
Schematický obrázek uhlíkové nanorole„I když je její širší využití v biomedicíně zatím pouze vzdálenou budoucností, potenciál nanorolí nelze zpochybnit. Lidské tělo je plné elektrolytu, což je prostředí, kde nanorole pracuje. Když připočteme její biokompatibilitu a odolnost, máme tu potenciálně ideální náhradu pohybovačů,“ vysvětluje Pavel Janda.

Ten společně s Hanou Tarábkovou a Zdeňkem Zelingerem dlouhodobě zkoumá vlastnosti grafitového povrchu. O pohybových vlastnostech uhlíkových nanorolí se zmiňovaly teoretické hypotézy již dříve, nikdo je však dosud nepotvrdil pozorováním v experimentu. Pohyby nanorole jsou viditelné pouze speciálním mikroskopem, který je schopen pracovat ve vodném prostředí.

Momentálně se nacházíme v prvotní fázi výzkumu. Článkem, který jsme v britském časopise Physical Chemistry Chemical Physics publikovali, dáváme k dispozici vědecké obci základy, na kterých se v dalších výzkumech dá stavět,“ upřesňuje Tarábková.

Dosud vědci pracovali s nanoruličkami spontánně vzniklými na povrchu grafitu, v budoucnu se chtějí zaměřit na studium nanoruliček připravených na míru. tj. s definovanou délkou a počtem závitů. To je jeden z mnoha důležitých kroků směrem k jejich praktickému využití.

„Aplikovaný výzkum a z něho vycházející případné uplatnění v praxi jsou založeny na úspěšnosti základního výzkumu,“
vysvětluje Janda. „Naší prací teď bude dokázat, že investice do dalšího výzkumu pohybu nanorolí má smysl.“

Mikroskop atomárních sil, kterým jsou pohyby nanorole pozorovatelné



I když se jedná o počátky výzkumu, vize se nedrží při zemi. Biomedicínské inženýrství je jen jednou z oblastí, kde by nanorole našly své uplatnění, další oblastí je robotika a konstrukce mikroelektromechanických zařízení (MEMS). Hovoří se např. o nanoventilu, kde postupné stahování závitů nanorole může regulovat mikroskopické průtokové cesty, nebo o nanopumpě, která by periodickými koordinovanými stahy umožnila transportovat velmi malá množství tekutin. Stejně jako v biomedicíně se však zatím jedná o budoucnost, které čeští vědci úspěšně vyrazili naproti.

-TH-

Zdroj: Tisková zpráva

Zpracováno redakcí

Reklama
Firmy
Související články
14 tisíc EV nabíječek týdně

Státy EU musejí  na svých území do roku 2030 vybudovat 6,8 milionu dobíjecích stanic, pokud chtějí do tohoto data dosáhnout snížení emisí CO2 o 55 %. Podle výsledků studie Evropské asociace výrobců automobilů (ACEA), kterou si nechala vypracovat u konzultační firmy McKinsey, by měly státy EU až sedminásobně přidat s výstavbou dobíjecích stanic pro elektromobily.  Podle této studie by to znamenalo stavbu 14 tisíc nových dobíječek týdně oproti dvěma tisícům, které se ve státech Unie budují nyní. 

Znal je již Napoleon a dá se s nimi i hnojit

Před více než dvěma staletími spatřil tento vynález světlo světa a dodnes hraje nezastupitelnou roli v naší každodennosti. Řeč je o bateriích. Jejich objevitelem je italský fyzik Alessandro Volta, na jehož počest slavíme 18. února, v den vynálezcových narozenin, Mezinárodní den baterií. Jaká tajemství se skrývají pod jejich tvrdou „slupkou“ a které interesantní příběhy jsou s vývojem baterií spojeny? 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit