החוקרים אומרים כי פיתחו שיטה מתוכנתת המאפשרת לחוקרים לבנות ולארגן תבניות סדורות בקנה-מידה שהוא חסר-תקדים
כימאים מאוניברסיטת ניו יורק (NYU) ומאוניברסיטת נאנג'ינג בסין פיתחו מתקן ננו-רובוטי בעל שתי זרועות המסוגל לתפעל פרודות בתוך התקן אחר המורכב מד.נ.א. המתקן החדיש תואר לאחרונה בכתב-העת המדעי Nature Nanotechnology.
"המטרה העליונה של ננוטכנולוגיה הינה למקם צורונים אטומיים ומולקולאריים מסוימים במקום שאנו רוצים בו ובזמן שאנו רוצים בו," אמר הפרופסור לכימיה Nadrian Seeman, אחד מכותבי המאמר. "זוהי שיטה מתוכנתת המאפשרת לחוקרים לבנות ולארגן תבניות סדורות בקנה-מידה שהוא חסר-תקדים."
המתקן הוא בגודל של 150 x 50 x 8 ננומטרים. ננומטר (או מילימיקרון) שווה למיליארדית המטר או 10-9 מטר. המתקן החדש פותח בעקבות הרחבת עבודה קודמת יותר של החוקר Seeman – זרוע ננו-רובוטית יחידה שהוכנה בשנת 2006 וסימנה את נקודת הזמן הראשונה שבה מדענים הצליחו להשתמש במתקן ננוטכנולוגי תפקודי בתוך מערך של ד.נ.א.
המתקן הדו-זרועי החדש משתמש באוריגאמי של ד.נ.א. – שיטה שנחשפה בשנת 2006 ומשתמשת במאות אחדות של גדילי ד.נ.א. קצרים בכדי להכווין גדיל ד.נ.א. ארוך מאוד ליצירת מבנים המסגלים לעצמם כל צורה שנרצה. מבנים אלו, שקוטרם הוא כמאה ננומטרים, ארוכים פי שמונה יותר ומורכבים פי שלושה יותר מאשר המבנים המתקבלים ממערך ד.נ.א. גבישי רגיל.
בדומה לתגליתו הקודמת של החוקר, המתקן הדו-זרועי הננו-רובוטי מאפשר יצירה של מבני ד.נ.א. חדשים, ובעקבות כך יוכל לשמש "כננו-מפעל" לארגונם של יחידות מבנה בסיסיות של חומרים חדישים. עם יכולת זו, יתאפשר הפיתוח של סיבים סינתטיים חדישים, יקודם הקידוד של מידע וישופר הארגון הממוחשב של מבנים המבוססים על פיגומי-ד.נ.א.
במתקן החדיש הזרועות פונות אחת מול השנייה, בדומה לפינצטה, ומוכנות ללכוד פרודות המרכיבות את רצף הד.נ.א. תוך שימוש בגדילים קבועים מראש המחוברים לפרודה שלהן, הזרועות מסוגלות בשלב זה לשנות את צורתו של המתקן. שינוי זה מביא לזמינותן של קצוות דביקים ללכוד מחדש רכיבים מבניים נוספים.
החוקרים מציינים כי המתקן מתפקד תוך כדי דיוק של מאה אחוזים. ניסיונות קודמים הראו כי הוא מסוגל ללכוד פרודות מטרה רק בשישים עד שמונים אחוזים מהזמן. אולם, ע"י חימום המתקן בנוכחות חומרים ייחודיים החוקרים גילו כי הזרועות לוכדות את פרודות המטרה במאה אחוזים מהזמן. ממצאים אלו אומתו תוך שימוש במיקרוסקופית כוח אטומי (AFM), המאפשרת צפייה בפרטים ננומטריים.