In der Welt der Nanotechnologie ist eine Revolution im Gange, und sie findet in so kleinem Maßstab statt, dass Sie es vielleicht gar nicht bemerken. Wissenschaftler der University of New South Wales haben eine erstellt Mikroroboter kombinieren Teile von zwei verschiedenen Bakterien.
Dieser winzige Motor, kleiner als Sie sich vorstellen können, könnte der Schlüssel zur Erschließung neuer Grenzen in Medizin und Technologie sein. Doch was macht diesen Mikroroboter so besonders? Und wie könnte sich unser Ansatz zur Behandlung von Krankheiten und zur Entwicklung neuer Technologien ändern?
Die Natur, der höchste Ingenieur
Denken Sie einen Moment über die kleinsten Motoren nach, die Sie kennen. Vielleicht fällt Ihnen Ihre Smartwatch oder das winzige Triebwerk einer Spielzeugdrohne ein. Stellen Sie sich nun etwas vor, das milliardenfach kleiner ist. Ja, Sie haben richtig gelesen: Milliarden. In diesem Maßstab operieren bakterielle Mikroroboter. Hat der Mensch sie erschaffen? NEIN.
Die Natur hat in ihrem unendlichen Einfallsreichtum diese winzigen Motoren geschaffen. Und das geschah vor Milliarden von Jahren. Bakterien nutzen „mikroskopisch kleine Räder“, um sich zu bewegen, wodurch ihre Flagellen wie winzige Propeller rotieren. Und jetzt lernen Wissenschaftler, diese natürliche Technologie zu nutzen, um etwas völlig Neues zu schaffen.
Ein mikroskopisch kleiner Hybridmotor
Das Team führte durch Matthias Bäcker dell 'Universität von New South Wales, in Australien, hat etwas Außergewöhnliches getan (hier die komplette studie). Wie bereits erwähnt, kombinierte er Motorteile aus zwei verschiedenen Bakterienarten: Escherichia coli e Vibrio alginolyticus. Das Ergebnis? Ein „chimärischer mikrobieller Motor“ nur 6 Nanometer im Durchmesser.
Um Bakers eigene Worte zu verwenden: Im Wesentlichen haben die Forscher das Fortbewegungssystem der Bakterien „gehackt“.
Dies ist nicht nur eine Übung in Molekulartechnik. Es ist ein Schritt in Richtung der Entwicklung „bakterienbasierter Chimären-Mikroroboter“, der Möglichkeiten eröffnet, die bis vor Kurzem noch der Science-Fiction vorbehalten waren.
Bakterieller Mikroroboter, altes und universelles Design
Die universelle Natur des Designs dieser schlagenden Motoren macht uns sprachlos. Jede Art von Bakterien mit dieser Art von „Motor“ folgt dem gleichen 5:2-Design: fünf kleine Komponenten, die um zwei Proteinverbindungen in der Mitte herum aufgebaut sind und wie eine Achse wirken.
Diese Einheitlichkeit lässt auf einen gemeinsamen evolutionären Ursprung schließen, der Milliarden von Jahren zurückreicht. Es ist, als hätte die Natur die perfekte Lösung gefunden und sie über geologische Epochen hinweg in unzähligen Variationen nachgebildet.
Eine schwierige Reise, ein großes Ziel
Die Entwicklung dieses Mikroroboters war keine leichte Aufgabe. Das Team probierte 14 verschiedene Teilekombinationen aus, bevor es eine fand, die funktionierte. Es ist ein bisschen so, als würde man versuchen, einen funktionierenden Automotor zu bauen, indem man Teile von Ferrari und Toyota mischt: Nicht alles ist austauschbar.
Das Endergebnis ist ein Motor, der Es erzeugt Elektrizität, um seine mikroskopisch kleinen Räder zu drehen, indem es Natrium in einer Salzwasserlösung verwendet. Es ist ein Triumph der Molekulartechnik, der den Weg in eine unvorstellbare Zukunft ebnet.
Die Zukunft der Mikroroboter
Aber wozu dienen diese winzigen Motoren? Die möglichen Anwendungen sind umfangreich und revolutionär. Baker stellt sich eine Zukunft vor, in der diese Mikroroboter bei Bedarf Nutzlasten transportieren können. Denken Sie an zielgerichtete Medikamente, die genau dort im menschlichen Körper abgegeben werden können, wo sie benötigt werden, oder an winzige Sensoren, die durch komplexe Materialien navigieren können.
Wir entwerfen einen Motor im Nanomaßstab, der dorthin gehen kann, wo wir wollen, wann wir wollen (sagt Baker offensichtlich begeistert). Der nächste Schritt besteht darin, diesen gehackten Motor mit einer Nutzlast auszustatten, damit wir ihn bei Bedarf ausliefern können.
Fazit: eine mikroskopische Zukunft
Ich sage Ihnen oft, und ich werde heute keine Ausnahme sein: Die Natur hat bereits viele der technischen Probleme gelöst, mit denen wir gerade erst konfrontiert werden. Diese bakteriellen Mikroroboter sind mehr als nur eine wissenschaftliche Kuriosität: Sie sind eine Brücke zwischen der natürlichen und der technologischen Welt.
Da winzige medizinische Roboter Das Potenzial dieser Technologie ist so groß wie die menschliche Vorstellungskraft. Und das alles dank eines Motors, der kleiner ist, als wir sehen können, und der aus Teilen von Organismen besteht, die seit Milliarden von Jahren existieren.
Die Zukunft ist mikroskopisch klein und näher als wir denken. Bleiben Sie dran: Die Mikroroboter-Revolution hat gerade erst begonnen.