С помощью лазера и абсорбирующего геля исследователи из Массачусетского технологического университета (MIT) разработали способ сжатия объектов разной формы и из разного материала. Технология может применяться в самых разных сферах: от наночипов до нанороботов.
Фото: Daniel Oran / MIT
Ученым Массачусетского технологического университета удалось придумать метод уменьшения объектов с помощью лазера до наноразмеров — так, что их невозможно увидеть даже под микроскопом. Речь идет о возможности сжать любую простую структуру в тысячу раз в сравнении с ее исходным размером. Метод позволяет использовать разные материалы и создавать разные формы.
«Люди годами пытались изобрести оборудование для изготовления наноматериалов. С ее помощью вы можете делать самые разные вещи»,— описывает важность изобретения профессор MIT Эдвард Бойден, руководивший исследованиями.
Технология, названная имплозивным производством, может быть применена в самых разных сферах: от производства очень маленьких микроскопов и объективов для смартфонов до создания крошечных роботов.
Например, ученые уже исследуют возможность создания нанороботов и введения их в организм человека с лекарством от рака, которое, таким образом, будет воздействовать только на пораженные клетки. Также с помощью технологии можно изготавливать уже не микро-, а наночипы для различной техники.
Ученые отталкивались от уже существующего метода, используемого для увеличения изображений ткани мозга.
Ее помещают в гель, в результате чего она увеличивается, так что становится возможным получить изображение с высоким разрешением с помощью обычного микроскопа.
Суть новой технологии состоит в том, что ученые помещают абсорбирующий гель (они использовали полиакрилат), играющий роль своего рода скелета, в раствор, в котором находятся молекулы флуоресцеина. Их прикрепляют к этому «скелету» с помощью лазера. К этим молекулам уже можно прикрепить какой-либо объект, например металл или ДНК.
«Вы помещаете якорь туда, куда вам нужно, с помощью света. Потом вы можете прикрепить к якорю то, что вам нужно»,— рассказывает господин Бойден. Когда молекулы прикреплены в нужных местах, ученые сокращают всю структуру в целом с помощью кислоты. Под ее воздействием гель начинает сжиматься. Происходит сокращение в десять раз в каждом измерении, что в трех измерениях дает уменьшение в 1000 раз. Изобретенная MIT технология не только уникальна, но и необыкновенно проста.
«Демократизация нанотехнологий может открыть границы, которые мы пока не можем даже представить... С помощью лазера, который уже есть во многих биологических лабораториях, вы можете просканировать образец, поместить металлы, полупроводники или ДНК, а затем сократить»,— отмечает господин Бойден.