Kun valo ryhtyy töihin: Nanobotti, joka metsästää bakteereja

Oletko koskaan yrittänyt tarttua johonkin niin pieneen, ettei sitä edes näe? Esimerkiksi tomuhiukkaseen? Se onnistuu nanoboteilta, mutta ei meistä keneltäkään.

Saksassa, Würzburgin yliopistossa, tutkijat ovat kehittäneet jotain hämmästyttävää: robotteja, jotka ovat niin pieniä, että ihmisen hiuksen rinnalla ne häviävät kokonaan näkyvistä. Ja silti nämä pikkuruiset osaavat etsiä bakteereja ja kerätä niitä kuin pienet mikroskooppiset siivoojat.

Valo hoitaa homman

Ei paristoja, ei polttoainetta, ei johdoja. Ainoastaan valoa.

Taustalla on ilmiö nimeltä fotonirekyyli. Se on sama periaate kuin kun ammut aseella: luoti lähtee yhteen suuntaan ja ase kimmautuu taaksepäin. Kun nanobottiin osuva valo imeytyy ja heijastuu tiettyyn suuntaan, robotti saa pienen sysäyksen vastakkaiseen suuntaan. Pienessä mittakaavassa tämä sysäys riittää liikuttamaan robottia merkittävästi.

Jokainen robotti sisältää nanoantenneja, jotka tekevät tämän temppulinjan mahdolliseksi. Niitä voi olla jopa neljä kappaletta, mikä tekee näistä toukista yllättävän ketteriä kokoonsa nähden.

Miten niitä ohjataan?

Nopeus on yksi juttu, mutta miten käännellään jotain näin pientä?

Tutkijat keksivät nerokkaan ratkaisun. Roboteissa on nanoantennilankoja, jotka haluavat asettua valon polarisaation mukaan. Kun tutkijat vaihtavat valon polarisaatiota, robotti kääntyy seuraamaan sitä. Sitten valo työntää sitä eteenpäin.

Se on vähän kuin soutuvene: potkuri pitää sinut liikkeessä, ja peräsin kääntyy minne haluat.

Bakteerien käsittelijät

"Olennaisesti olemme rakentaneet valolla toimivan nanorobotin, joka voi jäljittää bakteereja ja kerätä niitä," kuvailee Jin Qin tutkimuksen johtava kokeellinen tutkija.

Ja tämä on se osuus, joka oikeasti kiihottaa mielikuvitusta.

Roboteilla voidaan napata bakteereja yksitellen, kantaa niitä mukana ja pudottaa ne haluttuun paikkaan. Ne pystyvät tekemään teräviä 90 asteen käännöksiä näytteiden läpi skannatessaan. Kuorma hidastaa liikettä, mutta työ jatkuu.

Professori Bert Hecht, joka johti tutkimusta, tiivistää: "Tämä on silmiinpistävä esimerkki siitä, miten valoa voi käyttää paitsi mikroskooppisen maailman tarkkailuun, myös sen aktiiviseen muokkaamiseen."

Mitä tämä oikeasti tarkoittaa?

Tämä ei ole pelkkää hauskaa tiedettä. Puhutaan teknologiasta, joka voisi tulevaisuudessa auttaa biologisten näytteiden puhdistamisessa, solujen täsmällisessä käsittelyssä tutkimuksessa tai jopa kohdennetussa siivouksessa kehon sisällä.

Tutkijat eivät väitä rakentaneensa lääketieteellistä laitetta. He kuitenkin osoittavat fysikaaliset periaatteet, jotka voivat mahdollistaa tällaisia sovelluksia joskus myöhemmin.

Kuvittele: nanobotteja, jotka navigoisivat kehossasi, toimisivat harmittoman valon voimalla ja keräisivät haitallisia bakteereja tai jakaisivat hoitoja juuri oikeaan kohtaan. Emme ole vielä siellä, mutta tämä tutkimus vie meitä lähemmäs.

Summa summarum

Nanoteknologian lupauksista puhutaan usein, mutta tässä tapauksessa tutkijat todella näyttävät toimivia prototyyppejä tekemässä hyödyllisiä asioita. Valolla toimivat nanobotit eivät ole enää tieteiskirjallisuutta — ne ovat todellisia, pieniä ja taitavia bakteerien metsästäjiä.

Lääketieteen ja biologian tulevaisuus saattaa hyvinkin nojata pelkän valonsäteen varaan.