V MIT dokážou zmenšit 3D objekty do nanorozměrů

Vědci v MIT dokážou zmenšit téměř jakýkoliv objekt do nanorozměrů. Využívají k tomu opak explozivní mikroskopie, tzv. implozivní mikroskopii. Tuto technologii chtějí využít pro výrobu čoček nebo nanorobotů.

Foto: Pixabay

Vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opět přišli s unikátní novinkou. Nyní totiž dokážou vyrobit jakýkoliv 3D objekt s přesností na nanometry. To znamená, že také dokáží „zmenšit“ různé objekty s využitím různých materiálů, např. kovů, kvantových bodů nebo DNA.

Profesor neurotechnologie a docent biologického inženýrství a mozkových a kognitivních věd na MIT a zároveň jeden z hlavních autorů celé studie, Edward Boyden prohlásil: „Je to způsob, jakým se dá vytvarovat téměř jakýkoliv materiál do 3D modelu s přesností nanometrů.“

Současné techniky pro tvorbu nanostruktur jsou omezeny, protože litografický způsob může produkovat jen 2D nanostruktury. Skládání jednotlivých 2D vrstev a vytváření trojrozměrné nanostruktury je velice pomalá a náročná práce.

Navíc je omezující i fakt, že lze použít jen speciální materiály, jako je polymer nebo plast. Bohužel tyto materiály nemají dostatečné funkční vlastnosti pro vytvoření například duté koule.

Boyden se však nevázal na dosavadní techniku a svou pozornost upřel na technologii, kterou jeho laboratoř vyvinula již před několika lety a měla primárně zobrazovat mozkové tkáně v co nejvyšším rozlišení.

Tato technologie je známá spíše jako expanzní mikroskopie a spočívá ve vložení kousku tkáně do speciálního hydrogelu a jeho následného rozšiřování. Tím je docíleno zvětšení tkáně a její zachycení ve vysokém rozlišení.

Boyden zkusil jeho technologii expanzní mikroskopie využít reverzním způsobem na „implozivní mikroskopii.“ Vložil velkoplošný objekt do expandovaného hydrogelu, který se pak zmenšil do nanoúrovně.

Pro tuto implozi využil vysokoabsorbční materiál z polyakrylátu (který se vyskytuje v plenách). Objekt ponoří do roztoku s molekulami fluoresceinu a vše nasvítí laserovým světlem. Molekuly fluoresceinu se přikládají pomocí dvoufotonového mikroskopu na specifická místa ve struktuře v gelu. Ty se pak navážou jako „kotvy“ na jiné typy molekul.

V momentě, kdy jsou požadované molekuly připojeny na správných místech, započnou výzkumníci proces zmenšování aplikací kyseliny, která blokuje negativní náboje v polyakrylátovém gelu a tím způsobí kontrakci gelu. Objekty se tak mohou zmenšit při zachování vysokého rozlišení.  

Díky této technologii se mohou vytvořit objekty o objemu 1 mm³ s rozlišením 50 nanometrů nebo i objekty o objemu 1 cm³ s rozlišením 500 nanometrů.

Vědci z MIT si myslí, že by tato technologie mohla najít uplatnění ve výrobě optických čoček nebo při výrobě nanorozměrné technologie a robotů. Prozatím je však celá studie ještě v počátcích a potrvá řadu let, než najde své reálné a praktické využití.

ZDROJ: Engadget

Přidat na domovskou stránku Seznam.cz
ARCHIV
Follow Me