نانوتکنولوژی به چه درد می‌خورد؟

نانوتکنولوژی به چه درد می‌خورد؟

در سال ۱۹۶۶ فیلمی تخیلی با عنوان «سفر دریایی شگفت‌انگیز» اهالی سینما را به دیدن نمایشی جسورانه از کاربرد نانوتکنولوژی در پزشکی میهمان کرد. گروهی از پزشکان جسور و زیردریایی پیشرفته‌شان با شیوه‌ای اسرار‌آمیز به قدری کوچک شدند که می‌توانستند در جریان خون بیمار سیرکنند و لخته خونی را در مغزش از بین ببرند که زندگی او را تهدید می‌کرد.

 با گذشت ۴۱ سال از آن زمان، برای ساختن وسایل پیچیده حتی در مقیاس‌های کوچک‌تر گام‌های بلندی برداشته شده است. این دستاوردهای علمی موجب شده برخی افراد باور کنند که چنین دخالت‌هایی در پزشکی امکان‌پذیر است و روبات‌های بسیار ریز قادر خواهند بود در رگ‌های هر کسی سفر کنند.
همه جانداران از سلول‌های ریزی تشکیل شده‌اند که خود آنها نیز از واحدهای ساختمانی کوچک‌تر درحد نانومتر (یک میلیاردیم متر) مانند پروتئین‌ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک تشکیل شده‌اند. از این رو شاید بتوان گفت که نانوتکنولوژی به طور معمول برای ترکیبات مصنوعی استفاده می‌شود که از نیمه رسانه‌ها، فلزات، پلاستیک‌ها یا شیشه ساخته شده‌اند. نانوتکنولوژی از ساختارهایی غیر‌آلی بهره می‌برد که از بلورهای بسیار ریزی در حد نانومتر تشکیل شده‌ اند و کاربردهای وسیعی در زمینه تحقیقات پزشکی، رساندن داروها به سلول‌ها، تشخیص بیماری‌ها و شاید هم درمان آنها پیدا کرده‌اند. در برخی محافل نگرانی‌های شدیدی درباره جنبه منفی این فناوری به وجود آمده است، آیا این نانوماشین‌ها می‌توانند از کنترل خارج شوند و کل جهان زنده را نابود کنند؟
پیش از پاسخ دادن به چنین سوالی باید گفت فواید این فناوری بیش از آن چیزی است که تصور می‌شود. برای مثال می‌توان با بهره‌گیری از نانوتکنولوژی، وسایل آزمایشگاهی جدیدی ساخت و از آنها در کشف داروهای جدید و تشخیص ژن‌های فعال تحت شرایط گوناگون در سلول‌ها، استفاده کرد. به علاوه، نانو ابزارها می‌توانند در تشخیص سریع بیماری‌ها و نقص‌های ژنتیکی نقش ایفا کنند.

باکتری‌های مغناطیسی
طبیعت نمونه زیبایی از سودمندی بلورهای غیرآلی را در دنیای جانداران عرضه می‌کند. باکتری‌های مغناطیسی جاندارانی هستند که تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین قرار می‌گیرند. این باکتری‌ها فقط در عمق خاصی از آب یا گل و لای کف آن رشد می‌کنند. اکسیژن در بالای این عمق بیش از حد مورد نیاز و در پایین آن بیش از حد کم است. باکتری که از این سطح خارج می‌شود باید توانایی شنا کردن و بازگشت به این سطح را داشته باشد. از این رو این باکتری‌ها مانند بسیاری از خویشاوندان خود برای جابه‌جا شدن از یک دم شلاق مانند استفاده می‌کنند. درون این باکتری‌ها زنجیره‌ای با حدود ۲۰ بلور مغناطیسی وجود دارد که هر کدام ۳۵ تا ۱۲۰ نانومتر قطر دارند. این بلورها در مجموع قطب‌نمای کوچکی را تشکیل می‌دهند. یک باکتری مغناطیسی می‌تواند در امتداد میدان مغناطیسی زمین قرار گیرد و مطابق با آن بالا یا پایین برود تا مقصد مورد نظرش را پیدا کند.
این قطب‌نما اعجاز مهندسی طبیعت در مقیاس نانو است. اندازه بلورها نیز مهم است. هر چه ذره مغناطیسی بزرگ‌تر باشد، خاصیت مغناطیسی‌اش مدت بیشتری حفظ می‌شود اما اگر این ذره بیش از حد بزرگ شود، خود به خود به دو بخش مغناطیسی مجزا تقسیم می‌شود که خاصیت مغناطیسی آنها در جهت عکس یکدیگرند. چنین بلوری خاصیت مغناطیسی کمی دارد و نمی‌تواند عقربه کارآمدی برای قطب‌نما باشد. باکتری‌های مغناطیسی قطب‌نماهای خود را فقط از بلورهایی با اندازه مناسب می‌سازند تا از آنها برای بقای خود استفاده کنند. جالب است که وقتی انسان برای ذخیره اطلاعات روی دیسک سخت محیط‌هایی را طراحی می‌کند، دقیقا از این راهکار باکتری‌ها پیروی می‌کند و از بلورهای مغناطیس در حد نانو و با اندازه مناسب استفاده می‌کند تا هم پایدار باشند و هم کارآمد.
محققان در تلاش‌اند تا از ذرات مغناطیسی در مقیاس نانو برای تشخیص عوامل بیماری‌زا استفاده کنند. روش این محققان نیز مانند بسیاری از مهارت‌هایی که امروزه به کار می‌رود، به آنتی‌بادی‌های مناسبی نیاز دارد که به این عوامل متصل می‌شوند. ذرات مغناطیسی مانند برچسب به مولکول‌‌های آنتی‌بادی متصل می‌شوند. اگر در یک نمونه، عامل بیماری‌زای خاصی مانند ویروس مولد ایدز مدنظر باشد، آنتی‌بادی‌های ویژه این ویروس که خود به ذرات مغناطیسی متصل هستند، به آنها می‌چسبند. برای جدا کردن آنتی‌بادی‌های متصل نشده، نمونه را شستشو می‌دهند. اگر ویروس ایدز در نمونه وجود داشته باشد، ذرات مغناطیسی آنتی‌بادی‌های متصل شده به ویروس، میدان‌های مغناطیسی تولید می‌کنند که به وسیله دستگاه حساسی تشخیص داده می‌شود. حساسیت این مهارت آزمایشگاهی از روش‌های استاندارد موجود بهتر است و به زودی اصلاحات پیش‌بینی شده، حساسیت را تا چند صد برابر تقویت خواهد کرد.

• نکاتی در مورد تجزیه عبار تهای جبری (فاکتور گیری)
• ادبیات ریاضی
• معمایریاضی
• تاریخ تولدت را حدس بزن!!!
• آزمون آزمایشی تیزهوشان و نمونه دولتی (پنجم وششم)
• جزوه آموزشی مبحث اتحادها
• کلیپ آموزش جدول ضرب با شعر
• پیش نویس ۴ فصل از کتاب ریاضی نهم
• معمای جالب
• نقش صفر