Знание-сила, 2008 № 07 (973)

Первые лекарственные препараты, использующие этот эффект, уже допущены к применению.

Еще один метод борьбы с раком тоже скоро войдет в обиход. Капсулы из биомолекул начиняются наночастицами оксида железа для «точечной бомбардировки» ими раковой опухоли. Эти металлические частицы оседают на злокачественном образовании, очерчивая его, словно железные опилки — спрятанный под бумагой магнит. Последний помянут здесь не случайно. Теперь пациент должен пройти курс магнитной терапии. Под действием переменного магнитного поля наночастицы начинают вибрировать, выделяя при этом столько тепла, что клетки опухоли гибнут. Ведь при нагревании они отмирают при более низких температурах, нежели здоровые клетки.

По оценкам специалистов, потенциал у нового метода борьбы с раком так же велик, как у лучевой терапии. Подобным способом можно лечить от злокачественных опухолей даже те органы тела, для которых была не применима традиционная химиотерапия. Побочные воздействия пока не выявлены. Кроме того, ведется разработка и специальных молекул, которые займутся поиском метастаз.

С помощью наночастиц можно обнаруживать и воспалительные бляшки, образовавшиеся в кровеносных сосудах. Эти отложения, напоминающие зубную пасту, которую выдавили из тюбика и оставили на воздухе на пару часов, могут вызвать у человека инфаркт или инсульт. Прежде их обнаруживали с помощью катетера. Однако в ближайшее время на помощь придет магнитно-резонансная томография — опять же благодаря крохотным частицам железа, которые в тысячу раз меньше красных кровяных телец. Врач будет вводить эти частицы, упрятанные в оболочку из лимонной кислоты, в организм пациента. Циркулируя вместе с кровью, они станут оседать на бляшках. Вот теперь томограф заметит их. Застрявшие наночастицы проступят на экране черными пятнами.

Итак, нанотехнология вполне применима для ранней диагностики и терапии многих заболеваний, прежде всего онкологических. По прогнозам специалистов, к 2015 году все виды раковых заболеваний можно будет лечить с помощью наночастиц, введенных путем инъекции. К 2025 году нанолекарства уже ничем не будут отличаться от обычных медикаментов: таблетки с ними можно будет глотать, как и другие препараты. К 2050 году появятся простейшие наномашины, собранные из биологических элементов. Они станут выискивать больные клетки — это значительно повысит диагностические возможности медицины.

Вообще говоря, наномир — это мир удивительных машин. Попробуем же заглянуть в этот необычный автомир, в незримый космос автоматов.

Длина этого «автомобиля» всего пять нанометров

Машины очередного творения

Уже сейчас ряд исследователей — например, группа под руководством Алекса Зеттла из Берклийского университета — работают над созданием первых наномашин. Зеттл называет свои модели «наноэлектромеханическими системами» (НЭМС).

• Так, в 2003 году он придумал «наноротор». Тот представлял собой кремниевую пластинку, надетую на ось, — ею служила углеродная нанотрубка. Ось располагалась между двумя электродами. При подаче на них напряжения пластинка вращалась.

• В начале 2007 года Зеттл продемонстрировал резонатор, который состоял из нескольких нанотрубок, вставленных одна в другую и выдвигавшихся, как антенна, — от этого менялась частота колебаний. Со временем нанорезонаторы можно будет использовать в беспроводных приборах связи, ведь они позволяют добиться очень высокой частоты колебаний при минимальном потреблении тока. А чем выше частота сигнала, тем больше цифровой информации можно передать с его помощью.

Зеттл убежден в том, что из опытных образцов НЭМС можно конструировать и более сложные машины. Правда, пока их нельзя собирать «атом к атому», как мечтал Дрекслер. И все же его идеи вдохновляют таких изобретателей, как Зеттл.

• В американском университете Райса создали автомобиль длиной всего пять нанометров. Он состоит из атомов углерода, которые образуют одну-единственную молекулу. На сооружение шасси и осей ушло 82 атома, причем при комнатной температуре они могут свободно вращаться. Колесами служат фуллерены — сферические молекулы, состоящие из шестидесяти атомов углерода. Двигатель собран из еще одной углеродной структуры, которая вращается при попадании на нее лучей света. Усилие на колеса передают углеродные цепи. Подобные машины могут найти применение при строительстве более сложных наноагрегатов.

Разумеется, монтаж конструкций из отдельных атомов и молекул чрезвычайно труден, поэтому сообщение о всяком удачном эксперименте находит отклик в печати. Там прошли испытания первого миниатюрного мотора, собранного из отдельных молекул. Там из отдельных атомов углерода собран чуть ли не транспорт для «маленьких зеленых человечков»...