nanotechnology

เทคโนโลยีนาโน

นักวิทยาศาสตร์สร้างกระเป๋าหลังขนาดจิ๋วให้เซลล์

วิศวกรจาก MIT ได้ดัดแปลงเซลล์ให้มีกระเป๋าหลังขนาดจิ๋ว เพื่อทำให้เซลล์สามารถขนส่งสารเคมีรักษาโรค วินิจฉัยเนื้องอกและเป็นหน่วยพื้นฐานในวิศวกรรมเนื้อเยื่อ งานวิจัยนี้ลงวารสาร Nano Letters ซึ่งนักวิจัยเชื่อว่านี้เป็นครั้งแรกที่คนติดตั้งส่วนอื่นที่สังเคราะห์เข้ากับเซลล์

กระเป๋าที่เป็นโพลิเมอร์นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้เซลล์เป็นเรือขนส่งสินค้าขนาดเล็กและควบคุมการเคลื่อนที่ด้วยการใช้สนามแม่เหล็ก ซึ่งส่วนที่ต่อเพิ่มจะคลุมส่วนเล็กน้อยบนพื้นผิวเซลล์ ทำให้ไม่รบกวนการทำงานของเซลล์ตามปกติหรือป้องกันปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อมภายนอก

นักเคมีประดิษฐ์อุปกรณ์ที่สามารถก่อตัวเองเป็น สายท่ออินทรีย์ได้

จาก pacemaker ที่สร้างขึ้นจากวัสดุที่ใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อมนุษย์ ที่ร่างกายผู้ป่วยไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ที่จะต่อเชื่อมกระดูกสันหลังที่เสียหายเพื่อที่จะรักษาการเคลื่อนไหวให้กลับมาจากอาการที่ระยางค์เป็นอัมพาต ซึ่งความเป็นไปได้เหล่านี้จะเกิดขึ้นจากอุปกรณ์ไฟฟ้าอินทรีย์ซึ่งเหมือนในนิยายที่เคยอ่านกัน

จากการใช้สารที่อิงจากคาร์บอน (เป็นที่มาของคำว่า “อินทรีย์”)วัสดุไฟฟ้าที่มีความอ่อนตัวนี้มีค่าเท่ากับ ความเบา ความยืดหยุ่น และสามารถผ่านกระบวนการต่าง ๆ ได้มากว่า ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งเช่น สายไฟจากโลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นซิลิคอน และเหมือนกับโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ที่พยายามพัฒนาอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์ให้มีความเล็กลงและเล็กลง และอุปกรณ์เหล่านี้จะสามารถประยุกต์ใช้ได้ดีเมื่อมีขนาดที่ลงเล็กและคงคุณสมบัติไว้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าอินทรีย์

นาโนเทคค้นหายาปฏิชีวนะ

นักวิจัยอังกฤษใช้ตัวติดตามนาโน เพื่อหายาใหม่ที่จะมาต่อสู้กับเชื้อโรคดื้อยาปฏิชีวนะ ตัวติดตามที่มีความว่องไวสูงขนาดเล็กนี้สามารถวัดว่ายาานั้นสามารถจับกับแบคทีเรียได้ดีไหมและความสามารถที่จะทำให้แบคทีเรียอ่อนแอลงหรือถูกทำลายได้ไหม

นักวิจัยทดสอบเทคโนโลยีนี้กับ vancomycin ซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะตัวเดียวที่ยังใช้ได้ผลกับแบคทีเรียดื้อยาอย่าง MRSA รายงานเบื้องต้นของการทดลองตีพิมพ์ลงวารสาร Nature Nanotechnology ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ใช้นาโนเทคโนโลยีรูปแบบนี้ในการค้นหายาใหม่

เซลล์เทียม เลียนแบบปลาไหลไฟฟ้า

วิศวกรรู้มานานแล้วว่าความคิดที่ยิ่งใหญ่นั้นเรียนรู้จากธรรมชาติ แต่จากเอกสารวิจัยใหม่จากนักวิจัยมหาวิทยาลัยเยลและสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติได้นำความรู้นั้นมาใช้ถึงระดับเซลล์


กายวิภาคของปลาไหลไฟฟ้า ในภาพบนแสดงชั้นของเซลล์ electrocyte ซึ่งเชื่อมกันเป็นอนุกรมเพื่อสร้างศักย์ไฟฟ้า และเชื่อมแบบสวนทางกัน เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ในภาพที่สองแสดงเซลล์หนึ่งเซลล์กับช่องทางไอออนและปั๊มที่อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ ในรูปสุดท้ายแสดงรายละเอียดของช่องทางนั้น ซึ่งเป็นหนึ่งในหน่วยย่อยของโมเดลในงานวิจัย

สร้างท่อขนาดดีเอ็นเอด้วยโปรแกรมสำหรับงานนาโนเทคโนโลยี

นักวิจัยจาก สถาบันเทตโนโลยีแคลิฟอเนีย (Caltech) ได้พัฒนากลไกที่ง่ายในการผลิตท่อในระดับโมเลกุลเป็นจำนวนมาก โดยการใช้โปรแกรมทำให้ได้ความละเอียดของเส้นรอบวงและความเหมือนกันของทั้งหมด เทคโนโลยีนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ท่อระดับโมเลกุลได้ในการประยุกต์ในศาสตร์นาโนเทคโนโลยีได้หลายอย่าง ท่อขนาดโมเลกุลประกอบด้วยการม้วนตัวของสายดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอถูกจัดเป็นโมเลกุลวัสดุตามทฤษฏีในการก่อรวมตัวเป็นโครงสร้างโมเลกุลได้เอง เพราะดีเอ็นเอ 2 สายที่มีความตรงกันจะสามารค้นหาและจับกันได้อย่างอัตโนมัติ ดีเอ็นเอถูกใช้เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่แข็งแรง หรือแผนกระเบื้อง และกระเบื้องเหล่านี้สามารถมาต่อกันเพิ่มเติมเพื่อขยายผลึกแลกติส รวมถึงท่อ อย่างไรก็ตามก็ยังมีความยากในการควบคุมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ

นักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ได้ออกแบบโมเลกุลดีเอ็นเส้นเดียวที่มีความยืดหยุ่นหลายแบบ เรียกว่ากระเบื้องดีเอ็นเอเส้นเดียว ซึ่งแต่ละเส้นจะมีความยาวที่แน่นอนคือ 42 เบส และประกอบด้วยส่วนที่จะใช้จับสีส่วน ซึ่งส่วนดังกล่าวจะไปตรงกับดีเอ็นเอกระเบื้องเส้นเดียวอื่น ๆ แล้วเมื่อจับกันแล้วจะมีการเรียงตัวคล้ายตัวต่อเลโก้ กลายเป็นท่อที่ประกอบด้วยเกลียวดีเอ็นเอที่ส่วนทางกัน

ม้าไม้โทรจันจิ๋วช่วยขนส่งสารอาหาร

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโมแนชได้ออกแบบ ม้าไม้โทรจัน ขนาดนาโนเมตร เพื่อช่วยให้สารต่อต้านอนุมูลอิสระสามารถดูดซึมโดยร่างกายได้ดีขึ้น

นักวิจัยได้ออกแบบอนุภาคนาโนเมตร ซึ่งมีขนาดเพียง 1 ใน 1,000 ส่วนของเส้นผม ซึ่งจะไปช่วยป้องกันสารต่อต้านอนุมูลอิสระจากการถูกทำลายโดยลำไส้เล็กและช่วยใช้มีโอกาสมากขึ้นในการให้ร่างกายดูดซึมในระบบย่อยอาหาร

วิศวกรรมหาทางใช้ทองแบบใหม่ได้

การที่ทองเปล่งประกายมีความสำคัญมากกว่าความสวยงาม นักวิจัยจาก MIT ได้ค้นพบวิธีการที่จะใช้ทาองชิ้นเล็ก ๆ ในการต่อสู้กับมะเร็ง ขนส่งยาหรือมากกว่านั้น

แท่งนาโนทองคำ รูปจาก physorg.org

ก่อนที่แท่งทองคำขนาดนาโน จะสามารถมีประสิทธิภาพได้ต้องการ นักวิจัยต้องค้นหาทางออกที่จะแก้ปัญหาที่ยากข้อหนึ่งให้ได้ก่อนนั้นคือ การที่ผิวหน้าของอนุภาคที่เล็กนี้จะถูกเคลือบด้วยโมเลกุลที่ไม่ต้องการ เช่น ผลพลอยได้จากปฏิกิริยาทางการสังเคราะห์ ซึ่งทำให้การการป้องกันการสร้างแท่งทองคำขนาดนาโนที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ เคมีผิวหน้าเป็นกุญแจของงานนี้ ซึ่งหากต้องการที่จะมีความเชี่ยวชาญเพื่อจะประยุกต์ใช้งานดังกล่าวแล้ว จะต้องมีนักวิจัยที่ทุ่มเทลงมาทำความเข้าใจในเรื่องผิวหน้านี้

สร้างแบตเตอรี่จิ๋วจากไวรัส

วิศวกรจาก MIT ได้มองหาหนทางจัดการกับไวรัสที่ดีกว่าการฆ่ามันทิ้ง โดยจัดการให้ไวรัสเหล่านั้นทำงานให้หมด นักวิจัยได้พัฒนาเทคนิคใหม่โดยองค์ประกอบที่เป็นกุญแจของแบตเตอรี่ขนาดไมโครเมตร ที่สร้างมาจากไวรัส ทำให้เกิดการสร้างแหล่งพลังงานขนาดจิ๋วที่ถูกและง่าย

รูปซ้ายมือ เป็นการเรียงตัวของรูปขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่จิ๋ว ที่มีขนาด 4 ไมโครเมตร รูปกลาง แบตเตอรี่จิ๋วที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าอยู่บนแผ่นเครื่องมือที่คีมคีบจับอยู่ รูปขวา ที่งานวิจัยที่ใช้คีมคีบแผ่นเครื่องมืออยู่ รูปจาก mit

กระดาษชนิดใหม่ทนกว่าเหล็กหล่อ

นักวิจัยสวีเดนและญี่ปุ่น ได้พัฒนากระดาษชนิดที่ทนการฉีกขาด ซึ่งทนกว่าเหล็กหล่อ โดยวัสดุใหม่นี้ใช้ชื่อว่า cellulose nanopaper สร้างจากอนุภาคที่เล็กกว่ากล้องจุลทรรศน์ของเซลลูโลส ซึ่งนี้อาจนำไปสู่การประยุกต์ใช้กระดาษเพื่อสร้างวัสดุอื่น ๆ รายงานนี้ได้ตีพิมพ์ลงวารสาร ACS’ Biomacromolecules

ผ้านาโนชอบน้ำมัน ไม่ชอบน้ำ

วัสดุชนิดใหม่ที่สามารถดูดซับน้ำมันได้นี้เป็นผลงานคิดค้นจาก นักวิจัยสถาบัน MIT ผ้านี้จะสามารถนำไปใช้ในการดูดซับน้ำมันเวลาปนเปื้อนในทะเลได้เร็วขึ้น ซึ่งเป้นการป้องกันมนุษย์และสัตว์จากมลพิษสิ่งแวดล้อม

Syndicate content