מדענים הצליחו לייצר רובוטים שאורכם ננומטרים אחדים בלבד, והם זעירים מספיק בכדי לנווט בתוך גוף האדם ואולי אף בתוך תאים אנושיים
[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]
אם חשבתם שהחדשות המרעישות ביותר בימים אלו בתחום של טכנולוגיית המזעור הן שעונים חכמים, הרי שאתם טועים. מדענים עמלים בשקט בשקט במעבדותיהם על פיתוח רובוטים בגודל ננומטרי, ננו-רובוטים שהם זעירים מספיק בכדי לנווט בתוך גוף האדם ואולי אף בתוך תאים אנושיים. כרגע, ניתן רק לדמיין מה תהיה ההשפעה של מכונות מיקרוסקופיות מופלאות אלו על תחום הרפואה, אולם אין ספק כי היא תהיה עצומה. אחד מהשלבים הראשונים בפיתוח רובוטים אלו הוא הצורך להבין כיצד לגרום להם לנוע. במאמר שפורסם בחודש יוני האחרון בכתב-העת המדעי ACS Nano, צוות בינלאומי של חוקרים מישראל ומגרמניה הודיע כי הוא הצליח לייצר מדחף זעיר דמוי-בורג שמסוגל לנוע בתוך נוזל דמוי-קריש (ג’ל) המחקה את הסביבה שבתוך יצור חי. הצוות מורכב מחוקרים מהטכניון – מכון טכנולוגי לישראל, ממכון מקס פלנק ומהמכון לכימיה פיזיקאלית באוניברסיטת שטוטגארט, גרמניה.
הסיב המרכיב את המדחף, העשוי מסיליקה ומניקל, הוא בקוטר של 70 ננומטרים בלבד; גודלו הכולל של המדחף הוא 400 ננומטרים. “אם משווים את הקוטר של המדחפים לתא דם אנושי, הרי שהקוטר של המדחף קטן ממנו פי מאה,” אמר אחד מהחוקרים שהוא המנהל של מעבדת המערכות המולקולאריות במכון מקס פלנק. המדחפים כה זעירים עד כי תנועתם מושפעת בקלות מתנועתן של מולקולות סמוכות (תופעה הידועה בשם ‘תנועה בראונית’).
הצוות כבר ידע כי מדחפים זעירים נעים כהלכה בתוך סביבה מימית, אולם על מנת לבחון אם הם יכולים לנוע בתוככי יצורים חיים הם בחרו בהיאלורונן (חומצה היאלורונית, גליקוזאמינוגליקאן) חומר המצוי בשפע בגוף האדם, לרבות בנוזלים של רקמות חיבור, רקמות אפיתליות ועצביות. הקריש ההיאלורוני כולל רשת של חלבונים ארוכים המכונים פולימרים; הפולימרים מספיק ארוכים על מנת למנוע ממדחפים בגודל מיקרומטרי לנוע בתוכם, אולם הפתחים שלהם מספיק גדולים על מנת שעצמים בגודל ננומטרי יעברו דרכם בקלות. המדענים הצליחו לשלוט בתנועה של המדחפים הזעירים בעזרת שדה מגנטי מסתובב חלש יחסית.
הממצאים היו די מפתיעים – הצוות ציפה כי הוא ייתקל בבעיות בשליטה בתנועתם של הננו-מדחפים, מאחר ולאור הגודל שלהם הם התחילו להיות נשלטים ע”י פעפוע, כאילו הם היו מולקולות. אולם, לאור העובדה כי הננו-מדחפים הם באותו הגודל כמו של הרשת בתוככי הקריש, הרי שהם “למעשה מציגים מהירויות תנועה מוגברות משמעותית, הרבה מעל המהירויות הגבוהות ביותר שנמדדו בהשוואה בחומר גליצרין עבור המיקרו-מדחפים,” מציין החוקר הראשי.
הגם שהננו-מדחפים מרהיבים מבחינת המורכבות הטכנית שלהם, החשיבות המעשית שלהם טמונה בהשפעה האפשרית שתהיה להם על תחום הרפואה. “ניתן להשתמש במערכת הננומטרית שלנו עבור יישומים מוכווני-מטרה, לדוגמה, בתוככי העין שם ניתן להניע אותם למיקום מדויק בתוך הרשתית,” אומר החוקר הראשי. מדענים יוכלו גם לחבר “מולקולות פעילות” לקצה של המדחפים או להשתמש בהם לשם העברתם של מקורות קרינה זעירים למיקומים מוגדרים בתוף הגוף. נראה על פניו כי היישומים האפשריים הינם נרחבים, מגוונים ומרתקים.
