İki nanopartikül, ilk kez bir görevi yerine getirmek için birbirleriyle iletişim kurdu ve kanser tedavisi gibi alanlarda yararlı olabilecek daha karmaşık nanomakinelerin yolunu açtı.
Araştırmacılar, bireysel atomları yıllardır manipüle edebiliyorlardı. Ancak nanometre ölçeğinde kullanışlı cihazlar yaratmak bir sorun olarak kaldı. Küçük motorların ve pillerin anlamlı bir şekilde etkileşime girmesi zordur. Çünkü geleneksel iletişim teknolojileri nispeten büyük ve güç tüketen parçalar gerektirir.
Aslında nanopartikül bir ada değildir. İletişim olmadan, en temel enerji dönüşümü veya depolamasından daha komplike bir şey yapamazlar.
New York Buffalo Üniversitesi’nden Josep Miquel Jornet “Bir nanomakine kendi başına çok bir şey yapamaz. Nanomakineler etkileşime geçebiliyorsa çok fazlasını da yapabilirler. Tıpkı bilgisayarınız internete bağlıysa çok daha fazla şey yapabileceğiniz gibi.” dedi.
Arama Ve Yanıt
Bu sorunu çözmenin anahtarı doğaya bakmaktı. Hücreler ve bakteriler iletişim kurmak için kimyasal sinyaller kullanıyor. İspanya’daki Madrid Complutense Üniversitesi’nden Reynaldo Villalonga ve arkadaşları yapay nanoparçacıkların aynısını yapmayı hedeflediler.
Takım, bir çift özel olarak hazırlanmış Janus parçacıkları kullandı. İsmi buydu çünkü eski Roma tanrısı Janus’a benzer iki yüzü vardı. Bir yüz, parçacıkların yükünü taşımak için gözenekli silisden diğeri ise altından yapılmıştır. Altından yapılmış iletişimi sağlayan yüz, birbirinden gelen sinyallere cevap veren farklı enzimlerle özel olarak yapıldı.
İlk parçacığın altın yüzü laktoz molekülüne maruz kaldığında molekülü parçalayıp glikoz saldı. İkinci parçacığın altın yüzünün asit haline dönüştü. Asit tarafından tetiklenen, ikinci parçacık silis yüzü bir amino asit çıkardı. Bu bileşiği tanıyan ve nihai ürünü serbest bırakan bir boyaydı.
Boya sadece iletişim sürecinin her adımı planlandığı gibi giderse serbest bırakılır. Bu olursa, nanopartiküller başarıyla ileri geri mesajları gönderebildiğini gösterir.
Minik Robotlar
Jornet “Basit görünüyor. Ancak bu, onlarca nanometre arasında iletişim ile gerçekleşiyor.” dedi. Bu iki yönlü iletişim, daha karmaşık makineler ve nanometre ölçeğindeki ağlar için çok önemlidir.
Villalonga “Bu, nanosize edilmiş bir robotun oluşturulması yolundaki ilk adımlardan biridir. Hayallerimiz, kanserlerle savaşmak için kullanılabilen özerk bir nanomakine inşa etmektir.” dedi. Etkileşimin son ürünü boya yerine ilaç kullanılıyorsa böyle bir makine, kanser hücrelerini kesin olarak hedefleyerek hücreler kötüleşmeye başladığında ilaç bırakmak için kullanılabilir.
Sistem, insan vücudunda test edilmeye hazır olmadan önce birkaç değişiklik yapmaya ihtiyaç duyacak. Ancak Jornet, tek hücre ölçeğinde hastalık tespiti ve tedavisine yönelik umut verici bir ilerleme olduğunu söyledi.
Villalonga bir sonraki adımın, hem biyolojik algılama hem de bilgi işlem uygulamalarına sahip olabilecek daha karmaşık görevleri yerine getirmek için birkaç parçacık içeren iletişim ağı oluşturmaktır.
