Японские ученые впрягли живых бактерий в микродвигатели, объединив тем самым органическую силу живых микроорганизмов и неорганические конструкции. Исследование провели нанобиолог Токийского университета Юйчи Хирацука и его коллеги из японского Национального института современных индустриальных наук и технологий под Токио. Свое открытие японцы описали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Эксперименты проводились с одной из самых быстро двигающихся бактерией — Mycoplasma mobile. Если сравнить ее размер с бегуном роста 180 см, ее скорость составила бы около 32 км/ч. В своем обычном размере бактерия проползает по поверхности более 1,7 см в час.
Чтобы бактерия производила нужную работу и придерживалась верного пути, ученые сконструировали замкнутую круглую тропинку и покрыли ее сахаристыми веществами. В «беговую дорожку» ученые внедрили ротор и снабдили бактерию витамином B7, который связывает ее с выступом «колеса». Каждый зубец гравирован кремнеземом и составляет в ширину 20 микрон, примерно одну пятую диаметра человеческого волоса.
Вращающий момент каждой шестеренки такого двигателя все же в 10 тыс. раз меньше совершаемого обычным электронным микроскопическим мотором. Но скорость можно компенсировать количеством бактерий на одном роторе, считает Хирацука, доведя его, например, до 100 штук. Другой плюс изобретения в том, что бактериям для работы нужна лишь глюкоза, и «бактериальные двигатели» могут совершать работу даже во влажной среде в отличие от обычных электронных.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 1,
"repl": "<1>:{{incut1()}}",
"type": "1",
"uid": "_uid_751258_i_1"
}
Основанные на бактериях наноструктуры всё ближе к тому, чтобы получить промышленное применение в самых неожиданных областях.
Правда, пока процесс в основном идет на стадии накопления данных, однако и она приносит удивительные результаты.
Например, в апреле микробиологи продвинулись к схеме продвижения лекарств по организму с другой стороны — за счет миксобактерий. Изучавший миксобактерии специалист по полимерам из университета штата Коннектикут Андрей Добрынин сравнил их с миниатюрными ракетами.
На каждом конце миксобактерии на внешней мембране имеется по 250 своеобразных «горлышек». Выбрасывая слизь из одного или из другого набора, миксобактерии могут стремительно двинуться вперед или назад — это и заставило Добрынина уподобить бактерии ракетам. Скорость перемещения достигает 10 микрометров в секунду.
А в феврале ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и их коллеги из университета Болоньи продемонстрировали искусственное наноразмерное транспортное устройство, работающее от солнечного света. Наномотор состоит из одной-единственной сложно устроенной молекулы — ротоксана. В поперечнике он составляет 5 нанометров. Механически переплетенные молекулы образуют кольцо, надетое на стержень и зафиксированное упорами с обеих сторон. Кольцо способно смещаться вперед-назад на расстояние 1,3 нанометра. Наномотор работает в четыре цикла, из-за чего ученые в шутку уподобили его поршню ДВС.
Нанотехнологи из университета Райса пошли еще дальше — они создали не просто мотор, а целый молекулярный автомобиль. Машина состоит приблизительно из трех сотен атомов, собранных в одну сложную молекулу. У машины есть рама и четыре колеса, в качестве которых использованы фуллерены. При нагреве до 200°С колеса начинают вращаться на осях — химических связях.
