※ Ảnh minh họa (University of Texas)
Các nhà khoa học tại Viện Cơ Khí Cockrell (Cockrell School of Engineering) tại Đại Học Texas đã xây dựng và thử nghiệm một động cơ mà có thể nói là “nhỏ nhất, nhanh nhất và hoạt động lâu nhất” từng thấy trên thế giới. Động cơ này nhỏ đến mức có thể đặt vừa vào một tế bào đơn. Với lợi thế đó, nó có thể được sử dụng để tạo ra các robot nano, vận chuyển các loại thuốc đặc biệt đến các tế bào sống riêng biệt trong cơ thể người trong tương lai.
Trong tương lai không xa, khi phải đối diện với bệnh ung thư, chúng ta sẽ chỉ cần uống một viên “thuốc thần kỳ” chứa hàng tỷ các robot nano siêu nhỏ. Những robot này sẽ mang thuốc đến từng tế bào ung thư riêng biệt mà không gây tổn hại gì đến các tế bào khác. Và để làm được điều đó, chúng ta cần có một động cơ ở cấp độ nano, với thời gian hoạt động đủ lâu, và đủ linh hoạt để sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Một nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi giáo sư Donglei Fan đã chế tạo ra một loại động cơ nano vừa đủ thỏa mãn những yêu cầu khắt khe đó. Về mặt cấu trúc, thiết bị này khá đơn giản, được cấu thành từ ba phần, gắn kết với nhau bởi một kỹ-thuật-đang-được-đăng-ký-bản-quyền dựa trên điện trường AC và DC.
Thiết bị này có kích thước dưới 1 micrometer trên cả ba chiều, đủ nhỏ để đặt vào một tế bào đơn. Ngoài ra nó còn có khả năng hoạt động lâu hơn đáng kể so với thiết kế trước đó, và có thể chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Cụ thể động cơ có thể duy trì vận tốc ở mức 18 000 RPM (round per min- vòng trên phút) – tương đương với vận tốc của một động cơ phản lực, trong khoảng thời gian khá ấn tượng là 15 tiếng liên tục.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng có thể điều khiển động cơ này trơn tru một cách đáng kinh ngạc. Nó có thể được bật tắt, quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ, hoặc chạy đồng bộ với các động cơ khác để cho công suất mạnh hơn.
Khi bề mặt của động cơ được phủ các chất sinh hóa, nó có thể giải phóng các chất này bằng một lực tỷ lệ với tốc độ quay của nó. Vì vậy, trên lý thuyết, động cơ này có thể là một cơ cấu vận chuyển dược phẩm hiệu quả ở cấp độ nano.
“Chúng tôi đã có thể thiết lập và điều khiển tỷ lệ giải phóng phân tử bằng quá trình quay cơ học, điều đó cũng đồng nghĩa với việc động cơ của chúng tôi là thiết bị đầu tiên trong các động cơ cùng loại có thể điều khiển mức độ giải phóng dược phẩm từ bề mặt của các hạt nano,” Giáo Sư Donglei “Emma” Fan, cho biết. “Chúng tôi tin rằng thiết bị này sẽ thúc đẩy nghiên cứu về vận chuyển dược phẩm và cách thức truyền thông giữa các tế bào.”
Với bước tiếp theo của dự án, các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành thử nghiệm độ chính xác của động cơ nano khi phun dược phẩm ra các tế bào gần bên. Họ hy vọng sẽ có thể sử dụng thiết bị này để làm động cơ cho robot nano trong tương lai.
Bài công bố chi tiết về thiết bị này đã được đăng trên tạp chí Nature Communications.
Đoạn clip bên dưới sẽ cho bạn hiểu rõ hơn phần nào về ứng dụng của động cơ này trong tương lai.
Biên dịch: Trungmaster, theo Gizmag
Link công bố:
