Фізика майбутнього

Іще один спосіб, як можна керувати молекулярним пристроєм, - за допомогою ліхтарика.⁷ Світло може розкладати молекули на позитивні й негативні іони. Ці два типи іонів дифундують крізь середовище з різною швидкістю, утворюючи електричне поле, яке, своєю чергою, притягує молекулярні пристрої. Отже, спрямувавши світло ліхтарика в конкретне місце, можна змусити молекулярні пристрої рухатися в тому напрямку.

Я бачив щось схоже під час відвідин лабораторії Сільвена Мартеля в Політехнічній школі Монреаля. Його ідея полягала в тому, щоб рухати крихітний чіп у кровоплині за допомогою джгутиків звичайних бактерій. Досі науковцям не вдалося сконструювати атомний двигун на кшталт того, що міститься в джгутиках бактерій. Мартель запитав себе: якщо нанотехнологія не може створити таких крихітних джгутиків, то чому не використати джгутики живих бактерій?

Насамперед Мартель створив комп’ютерний чіп, менший за крапку в кінці цього речення. Тоді виростив групу бактерій і розташував приблизно вісімдесят із них позаду чіпа, так що ці бактерії виконували роль пропелера і штовхали чіп уперед. Оскільки бактерії були злегка намагнічені, Мартель міг за допомогою зовнішніх магнітів скерувати їх куди завгодно.

Я мав нагоду покерувати цими бактеріями особисто. Я дивився в мікроскоп і бачив малесенький комп’ютерний чіп, який штовхало декілька бактерій. Коли я натискав на кнопку, вмикався магніт і чіп рухався в певному напрямку. Коли я відпускав кнопку, чіп зупинявся, а тоді починав рухатися хаотично. Таким способом я справді керував цим чіпом. І усвідомлював, що одного дня якийсь лікар, можливо, натискатиме на схожу кнопку і так керуватиме нанороботом у венах пацієнта.

Хімічні поперечні зв'язки

Електрохімічні поперечні зв'язки

Молекулярні роботи контролюватимуть стан нашої крові, визначаючи і знищуючи ракові клітини й патогенні мікроорганізми. Рис. ДжеффріBopda (Jeffrey L. Ward)

Наночастинки

Можна уявити майбутнє, коли хірургію повністю замінять молекулярні пристрої, що курсуватимуть системою кровообігу, керовані магнітами, зупинятимуться на хворому органі й там випускатимуть ліки або ж робитимуть операцію. З такими технологіями розрізати шкіру більше не буде потреби. Приміром, за допомогою магнітів ці нанопристрої можна було би привести до серця пацієнта, щоб вони розблокували артерії.

ДНК- ЧІПИ

Як ми вже згадували в третьому розділі, в майбутньому в нашому одязі, тілі і ванній кімнаті будуть крихітні чіпи, що постійно стежитимуть за нашим здоров’ям і виявлятимуть такі хвороби, як рак, за кілька років до того, як вони стануть небезпечні. Ключ до цього - ДНК-чіп, що обіцяє стати справжньою “лабораторією на чіпі”. Як трикодер із Зоряного шляху, ці малесенькі сенсори ставитимуть медичний діагноз за лічені хвилини.

Сьогодні діагностування раку - довгий, дорогий і трудомісткий процес, що часто розтягується на кілька тижнів. Це істотно обмежує кількість пацієнтів, яких можна оглянути. Втім, комп’ютерні технології змінюють цю ситуацію. Вже сьогодні науковці створюють пристрої, які можуть швидко й дешево виявити рак на підставі конкретних біомаркерів, що їх створюють ракові клітини.

Тим самим методом фотолітографії, яким на комп’ютерних чіпах витравлюють транзистори, можна створити чіп з мікроскопічними ділянками, що зможуть виявляти конкретні ДНК-послідовності чи ракові клітини.