Een team van onderzoekers onder leiding van Dr. Jinyao Tang van het Departement Chemie, de Universiteit van Hongkong, heeft 's werelds eerste lichtzoekende synthetische nano-robot ontwikkeld. Met een grootte vergelijkbaar met een bloedcel, die kleine robots kunnen in het lichaam van patiënten worden geïnjecteerd, het helpen van chirurgen bij het verwijderen van tumoren en het mogelijk maken van nauwkeurigere engineering van gerichte medicijnen. De bevindingen zijn in oktober eerder gepubliceerd in toonaangevend wetenschappelijk tijdschrift Natuur Nanotechnologie .

Het is al tientallen jaren een droom in sciencefiction dat kleine robots ons dagelijks leven fundamenteel kunnen veranderen. De beroemde sciencefictionfilm "Fantastic Voyage" is een heel goed voorbeeld, met een groep wetenschappers die hun geminiaturiseerde nano-onderzeeër in het menselijk lichaam besturen om een ​​beschadigd brein te repareren. In de film "Terminator 2" miljarden Nanorobots werden geassembleerd tot het verbazingwekkende, van gedaante veranderende lichaam:de T-1000. In de echte wereld, het is een hele uitdaging om een ​​geavanceerde Nano-robot met geavanceerde functies te maken en te ontwerpen.

De Nobelprijs voor Scheikunde 2016 is toegekend aan drie wetenschappers voor "het ontwerp en de synthese van moleculaire machines". Ze ontwikkelden een reeks mechanische componenten op moleculaire schaal die in de toekomst kunnen worden geassembleerd tot meer gecompliceerde nanomachines om een ​​enkel molecuul zoals DNA of eiwitten te manipuleren. De ontwikkeling van kleine machines op nanoschaal voor biomedische toepassingen is de afgelopen jaren een belangrijke trend geweest in het wetenschappelijk onderzoek. Elke doorbraak zal mogelijk de deur openen naar nieuwe kennis en behandelingen van ziekten en de ontwikkeling van nieuwe medicijnen.

Een moeilijkheid bij het ontwerpen van Nanorobots is om deze nanostructuren zinvol te maken en te reageren op de omgeving. Aangezien elke Nanorobot slechts een paar micrometer groot is, wat ~50 keer kleiner is dan de diameter van een mensenhaar, het is erg moeilijk om normale elektronische sensoren en circuits tegen een redelijke prijs in Nanorobots te persen. Momenteel, de enige methode om Nanorobots op afstand te bedienen, is om kleine magnetische in de Nanorobot op te nemen en de beweging te leiden via een extern magnetisch veld.

De door het team van Dr. Tang ontwikkelde Nanorobot gebruikt licht als aandrijfkracht, en is het eerste onderzoeksteam wereldwijd dat de lichtgeleide Nanorobot heeft onderzocht en de haalbaarheid en effectiviteit ervan heeft aangetoond. In hun paper gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie , Het team van Dr. Tang demonstreerde het ongekende vermogen van deze lichtgestuurde Nanorobots terwijl ze "dansen" of zelfs een woord spellen onder lichtcontrole. Met een nieuwe Nanotree-structuur, de Nanorobots kunnen reageren op het licht dat erop schijnt als motten die door vlammen worden aangetrokken. Dr. Tang beschreef de bewegingen alsof "ze het licht kunnen "zien" en zichzelf ernaartoe kunnen rijden".

Het team heeft zich voor het ontwerp van de Nanorobot laten inspireren door natuurlijke groene algen. In de natuur, sommige groene algen zijn geëvolueerd met het vermogen om licht eromheen te voelen. Zelfs maar een enkele cel, deze groene algen kunnen de intensiteit van licht voelen en naar de lichtbron zwemmen voor fotosynthese. Het team van dr. Jinyao Tang heeft drie jaar besteed aan de succesvolle ontwikkeling van de Nanorobots. Met een nieuwe Nanotree-structuur, ze zijn samengesteld uit twee gangbare en goedkope halfgeleidermaterialen:silicium en titaniumoxide. Tijdens de synthese wordt silicium en titaniumoxide worden gevormd tot nanodraad en vervolgens verder gerangschikt in een kleine Nanotree-heterostructuur.

Dr Tang zei:"Hoewel de huidige Nanorobot nog niet kan worden gebruikt voor de behandeling van ziekten, we werken aan het nanorobotsysteem van de volgende generatie dat efficiënter en biocompatibel is."

"Licht is een effectievere optie om te communiceren tussen de microscopische wereld en de macroscopische wereld. We kunnen ons voorstellen dat meer gecompliceerde instructies naar Nanorobots kunnen worden gestuurd die wetenschappers een nieuw hulpmiddel bieden om meer functies in Nanorobot verder te ontwikkelen en ons een stap dichter bij dagelijkse levenstoepassingen, " hij voegde toe.