.
О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.69538.html

статья Шагающий наноробот

Алексей Левин (Вашингтон), 07.05.2004
Реклама
.

Изображение с сайта журнала New Scientist

Двое химиков из Нью-Йоркского университета впервые в мире создали прямоходящего двуногого наноробота. В качестве исходного материала Надриан Симан и Уильям Шерман воспользовались мелкими фрагментами двухцепочечных и одноцепочечных молекул ДНК.

Шагающий наноробот существует в миллионах копий, плавающих в буферном растворе. Внешне он напоминает щипцы для конфет - две двухцепочечные ДНК-вые ноги длиной в 10 нанометров, упруго соединенные на одном конце и свободные на противоположном. Каждая нога образована тридцатью шестью нуклеотидными парами, которые удерживаются водородными связями по обычной для ДНК схеме: аденин напротив тимина, а гуанин напротив цитозина. С их свободных концов свисают совсем уж коротенькие хвостики - кусочки одноцепочечной ДНК.

Изображение с сайта журнала New Scientist

Чтобы понять, как движется робот, посмотрим на схему. Он "ступает" по особым опорам, тоже изготовленным из ДНК, которые вытянуты вдоль ДНК-вой молекулы-дорожки. В начальный момент обе ноги фиксируются на соседних опорах с помощью двух одноцепочечных спиралей ДНК, действующих подобно якорям. Этот молекулярный якорь с одного конца комплементарен "хвостовым придаткам" ноги, а с другого - вершине опоры, благодаря чему он и удерживает их вместе. Такая позиция изображена на первом рисунке схемы. Надо отметить, что концевые участки ног не комплементарны опорам, и поэтому робот не может "устоять" без помощи якорей.

Первый этап шага состоит в отделении правой ноги от опоры. Чтобы это произошло, свободно плавающая в буфере спираль ДНК (желтая полоска на втором рисунке схемы) вступает с правым якорем в химическую связь и отводит его в сторону. Незакрепленная нога перемещается вправо (третий рисунок) и зависает над следующей подставкой. Здесь к ней подсоединяется очередной молекулярный якорь, который притягивает ее к новой опоре - и полшага сделано (четвертый рисунок). Когда то же самое происходит и с левой ногой (пятый и шестой рисунки), робот перемещается на одну позицию вправо.

На практике этот эксперимент проходил следующим образом. Сначала в буферном растворе плавали лишь ДНК-вые "щипцы" и опорные молекулы. В это время опоры оставались пустыми - ведь сами по себе они не могут связываться с ногами нанороботов. Затем в раствор добавили ДНК-вые якорьки, благодаря которым роботы смогли закрепиться на подставках. А когда ученые ввели в раствор разъякоривающие молекулы - роботы зашагали. В следующей серии экспериментов Симан и Шерман попытаются заставить свои нанороботы переносить полезные грузы, например, атомы металлов.

Источник: New Scientist

Алексей Левин (Вашингтон), 07.05.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей