Nanotechnológia v prírode.

Nanotechnológia v prírode

Nanotechnológia v prírode

Živá príroda je srdcovou záležitosťou nanotechnológov. Našla totiž počas štyroch miliárd rokov svojej existencie veľa ohromujúcich riešení na svoje problémy. Typické pritom je, že život štrukturuje svoju hmotu až do najmenších detailov, až na úroveň atómov. A o to isté sa snažia aj nanotechnológovia.

Atómy nie sú bežne predmetom obdivu. Kto o nich počuje, spája si ich s mohutnými explóziami alebo s nebezpečným žiarením. To však platí len pre techniky, ktoré skúmajú atómové jadro. Nanotechnológia sa zaoberá obalom atómu, to je stupnica, na ktorej sa hrá nanotechnologická hudba. A aby sme odstránili akúkoľvek pochybnosť o tom, že atómy sú naozaj celkom všedné a v určitých spojeniach dokonca veľmi chutné výtvory, vyberieme si za miesto vstupu do NanoSveta syr.

Syr Mimolette

Syr Mimolette

 Syr Mimolette je flámsky vynález. Jeho povrch, prešpikovaný drobnými otvormi, dáva tušiť, že tento syr je obývaný, dokonca so súhlasom majiteľa, lebo vďaka aktivite roztočov má mimolette veľmi príjemnú arómu. Roztoče sú veľké desatinku milimetra. ESEM, špeciálny rastrový elektrónový mikroskop, je schopný dokonca pozorovať živé roztoče. Ako iné formy života, aj roztoče sa skladajú z buniek. Meradlom bunky je mikrometer. V bunke pracuje vysoko komplexná mašinéria. Jej dôležitou súčasťou sú ribozómy, ktoré podľa príkazov dedičnej substancie DNA vytvárajú všetky možné proteínové molekuly. Veľkosť ribozómu je rádovo 20 nanometrov. Časti ribozómovej štruktúry sú už dnes dešifrované až na úroveň jednotlivých atómov. Prvými plodmi tohto druhu nanobiotechnológie sú nové lieky, ktoré blokujú ribozómy baktérií.

Lotosový efekt

Lotosový efekt

Lotosový efekt

 Kapucínka si udržuje svoje listy čisté pomocou lotosového efektu. Rastrový elektrónový mikroskop ESEM ukazuje, ako sa kvapky vody dištancujú od povrchu listu. Umožňuje to nopková štruktúra listov. Vďaka nej voda veľkou rýchlosťou kĺže po povrchu, a pritom strháva aj špinu. Lotosový efekt, ktorý veľmi podrobne preskúmal profesor Barthlott so spolupracovníkmi na univerzite v Bonne, už našiel uplatnenie v celom rade výrobkov, ako sú napríklad nátery na fasádu, po ktorých sa kvapky vody kotúľajú a strhávajú pritom špinu. Sanitárna keramika s lotosovou štruktúrou sa ľahko ošetruje. Listy rastlín vlastnia ešte viac nanotechnológií.

Ich vodný režim často riadia forizómy. To sú mikroskopicky malé svaly, ktoré v kapilárnom systéme rastliny buď otvárajú cesty, alebo ich zatvárajú – keď dôjde k poraneniu rastliny. Vedecko-výskumné ústavy teraz pracujú na tom, aby sa rastlinné svaly dali technicky využiť, napríklad pre mikroskopicky miniatúrne lineárne motory.

Máme dočinenia s vysoko rafinovanou technikou v atomárnom meradle: komplex fotosyntézy, ktorý zhromažďuje energiu pre život na Zemi. Dôležitý je každý jeden atóm. Komu sa to podarí nanotechnologicky odkopírovať, získa energiu na večnosť.

Gékon a jeho noha

Gékon a jeho noha

S ,,nanom,, po strope: gekón

 Gekóny sa dokážu vyšplhať po každej stene, uháňať dolu hlavou po strope a zostať na ňom visieť za jednu jedinú nohu. Možné to je – ako ináč – vďaka nanotechnológii. Noha gekóna je pokrytá veľmi jemnými chĺpkami, ktoré tak dobre priliehajú, že sa na dlhej trase dokážu držať od podkladu len na vzdialenosť niekoľko nanometrov. Potom sa začína pôsobenie tzv. Van der Waalsovej sily, ktorá je vlastne veľmi slabá, ale jej pôsobenie spočíva v miliónoch styčných bodov. Sila sa dá veľmi ľahko uvoľniť „odlúpením“, ako keď odstraňujeme priesvitnú lepiacu pásku. Vďaka tomu môže gekón behať po strope. Vedci z oblasti vývoja materiálov sa už tešia na syntetickýGeckolin“.

Komár

Komár

Lepenie pre život

 Život môže existovať vďaka tomu, že jeho komponenty udržiava pospolu rafinované nanotechnologické umenie „lepenia“. Vezmime si, napríklad, také poranenie, ako je bodnutie komárom: Miesto vpichu očervenie, lebo sa rozšíria jemnučké krvné cievky, cez ktoré sa potom preháňajú kŕdle leukocytov, biele krvinky. Bunky v mieste vpichu vylučujú „návnadu“. Nezávisle od jej koncentrácie bunečná výstelka krvných ciev a leukocyty vylučujú vzájomne sa dopĺňajúce molekuly lepidla, ktorých lepiaci účinok mierne spomalí pohyb leukocytov po stene cievy. Pri maximálnej úrovni návnady sa leukocyty pevne prilepia a iné molekuly lepidla potom dopravia krvinky cez stenu cievy do miesta vpichu, kde sa vrhnú na prípadných votrelcov – dokonalá ukážka lepiaceho umenia. Veda sa zaoberá skúmaním nanotechnologických imitátov pod heslom „lepenie na rozkaz“.

Slávka jedlá

Slávka jedlá

Mušle ako majstri v lepení

 Slávka jedlá – práve tá, ktorú si môžete v reštaurácii objednať varenú so zeleninou – je majstrom nanotechnologického lepenia. Keď sa chce niekde prichytiť, otvorí svoje korýtka a posunie nohu na skalu, vyklenie ju do tvaru odsávacieho zvona a malými trubičkami vstrekuje do podtlaku prúdy lepidlových guľôčok, micély. Guľky tam prasknú a zanechajú silné podvodné lepidlo, ktoré sa ihneď spení do tvaru malého vankúšika. Na tomto kmitajúcom tlmiči Slávka zakotví pomocou elastických bysusových vláken tak pevne, že ju nestrhne ani silný príboj.

Hranice prírodného, výhody umelého

 Nanotechnológia je teda príroda v čistej podobe. Možnosti živej prírody sú však obmedzené, nevie si poradiť s vysokými teplotami, ako keramika, ani s kovovými vodičmi. Moderná technika má preto k dispozícii umelé podmienky – extrémne čistoty, chlad, vákuum – v ktorých hmota prejaví prekvapujúce vlastnosti. Patria sem najmä kvantové efekty, ktoré vyzerajú, že čiastočne protirečia zákonom bežného sveta. Takto získavajú častice v nano svete zároveň vlnové vlastnosti. Častice získavajú celkom nové vlastnosti, keď sa ich veľkosť blíži k nanometru: z kovov sa stávajú polovodiče alebo izolanty.

Keď sú častice nanoskopicky malé, veľmi sa zvýši podiel ich povrchových atómov. Povrchové atómy však majú iné vlastnosti ako stredové atómy častice, väčšinou je ich reakčná aktivita značne vyššia. Napríklad zlato je v nanoskopickom meradle dobrým katalyzátorom pre palivové články.

Netreba sa nechať odstrašiť zložitosťou nanotechnológie, aj také jablko je komplikované – bunky, ribozómy, DNA – no nijako to neznižuje jeho obľubu. Lebo jablko sa dá používať veľmi jednoducho – tak ako dobrá nanotechnológia.

Pri vzniku Nano Peny s vlastnosťami modernej nanotechnológie, bola motiváciou pre výskumníkov tiež samotná príroda. Vieš povedať čo to bolo?

Povedz svoj názor v komentári  a lajkni, prípadne zdieľaj článok, ak sa ti páčil ;) ďakujem.


Zdroj: thethinkingblog.com, wikipedia.org, dia.hnonline.sk, cordis.lu, nasimonline.ir

Leave a Comment