Нанофабрика: создан конвейер тоньше волоса

Ученые представили производство будущего: производственную линию размером тоньше волоса. Новая платформа может собирать из простых соединений сложнейшие молекулы. Впервые ученым удалось  создать миниатюрную копию производственной линии, состоящую из системы транспортировки (конвейера), двух площадок для сборки изделий и  двигателя,который приводит все это в движение. Производственная линия, созданная учеными из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, размещается на микрофлюидной платформе, главный канал которой имеет диаметр всего 30 микрометров (в три раза тоньше волоса).

Изобретение швейцарских ученых является важным шагом на пути к заветной мечте человечества:созданию наноконвейеров для сборки разных полезных материалов. Представьте, что для  производства питательных веществ,лекарств, катализаторов, топлива, микрочипов, сборки микроэлектромеханических устройств, программирования ДНК и т.п. достаточно будет прогнать "суп" из сырья через "волшебную коробочку" микрофлюидной платформы. Теперь для этого нужно множество дорогостоящего громоздкого оборудования и высококлассные специалисты.

 

Микрофлюидная  платформа представляет собой чип с несколькими микроскопическими каналами, в которые закачивается  водный раствор различных компонентов. Внутри каналов находится "ковер" из моторных белков кинезинов. Эти белки выступают в качестве "мотора" для наноконвейера: проталкивают нанотрубки из полимера на основе белков. Эти нанотрубки будут основой будущих изделий (как кузов на автомобильном конвейере).

 На микрофлюидной платформе 5 каналов с разными функциями: зона погрузки,  две монтажные станции и две конечные площадки (отводные трубки), куда доставляются готовые изделия.

Сначала на конвейере с двух площадок подается сырье, которое попадает на монтажные площадки,  где происходит сборка изделия.В экспериментах ученые использовали протеин NeutrAvidin: на первой монтажной площадке он прикрепляется к нанотрубкам, а на второй   соединяется с небольшим куском ДНК. Таким образом формируется молекулярный комплекс с определенной структурой и свойствами – это конечное изделие. Теоретически, монтажных площадок может быть намного больше, а значит с помощью микрофлюидной платформы можно собирать даже очень сложные молекулы.

По словам ученых,пока до внедрения наноразмерной производственной линии в промышленное производство далеко, в частности нужно создать технологию производства искусственных кинезинов и механизмы контроля работы крохотного конвейера. Тем не менее  то, что  ученым удалось объединить все необходимые элементы в одном изделии – это уже большой успех.

Потенциал технологии наноконвейера огромен: от превращения химических отходов в полезное сырье и сборки суперэффективных лекарств, до очистки крови от вирусов и токсинов.