Nature-Inspired Nano-Robots

Wanneer we ons snijden, snellen de bloedplaatjes in ons bloed bij duizenden naar de plaats van de snede en beginnen ze samen te klonteren waardoor de wond sluit. Dit proces is zeer efficiënt en werkt automatisch. Geïnspireerd door dit buitengewone, maar toch gewone mechanisme van ons lichaam hebben onderzoekers autonome nanobots gebouwd die in staat zijn sneden in circuits te lokaliseren en te repareren, net zoals onze bloedplaatjes dat in onze aderen doen.

Het onderzoek werd uitgevoerd door Joseph Wang van de University of California in San Diego en Anna Balazs van de University of Pittsburgh. De nanobots zijn natuurlijk geen miniatuurversies van bestaande robots met armen en benen. Ze zijn simpelweg te klein om ledematen te hebben. De “nanomotoren”, zoals de onderzoekers ze noemen, worden eigenlijk Janusdeeltjes genoemd. Deze deeltjes zijn gemaakt van twee materialen, in dit geval: platina en goud. Deze twee materialen hebben verschillende fysische eigenschappen en maken twee verschillende soorten chemie mogelijk op hetzelfde deeltje.

Wanneer deze Janusdeeltjes in contact komen met waterstofperoxide, vindt er een chemische reactie plaats, maar alleen voor het platina gedeelte. Dit zorgt ervoor dat zuurstof vrijkomt en de deeltjes voorwaarts stuwt als een straalmotor.

Een eenvoudig circuit gemaakt met een stroombron, een LED-lampje en een kleine snede die ze scheidde, werd gebruikt om de nanobots te testen. De Janusdeeltjes samen met een waterstofperoxide-oplossing werden op het circuit gegoten en kregen 30 minuten de tijd om te bezinken. Nadat de oplossing was verwijderd en de stroombron was aangesloten, ging het LED-lampje branden. Een andere test toonde aan dat de snede niet werd gerepareerd door het gebruik van de Janusdeeltjes zonder waterstofperoxide.

In de toekomst zouden computers misschien fysieke immuunsystemen kunnen hebben net zoals wij. Op softwaregebied hebben ze die al, firewalls en computervirussen bestrijden en ontwikkelen elkaar al tientallen jaren. Deze nanobots zijn nog vrij onschuldig, maar is dit slechts het begin van computers met fysieke immuunsystemen?

Bron: Quartz. Afbeelding: Shutterstock, ACS Publications