Istraživači sa Univerziteta Sjeverne Karoline stvorili su mikroskopske meke robote u obliku cvijeća koji mogu mijenjati oblik i ponašanje u zavisnosti od okoline, baš kao živi organizmi. Ovo sićušno DNK “cvijeće” napravljeno je od specijalnih kristala nastalih kombinovanjem DNK i neorganskih materijala. Može se sklapati i rasklapati za samo nekoliko sekundi, što ga čini jednim od najdinamičnijih materijala ikada razvijenih na tako maloj skali, piše EurekAlert.
DNK svakog “cvijeta” djeluje kao mikroskopski kompjuterski program, govoreći mu kako da se kreće i reaguje na promjene u okolini. Kada se promijeni pH vrijednost, “cvijet” se može otvoriti, zatvoriti ili pokrenuti hemijsku reakciju. To znači da bi ovi DNK roboti jednog dana mogli samostalno obavljati zadatke, od ciljane isporuke lijekova do čišćenja zagađenja.
„Ljudi bi voljeli imati pametne kapsule koje automatski aktiviraju lijek kada otkriju bolest i zaustave djelovanje kada je izliječena. Načelno, to bi bilo moguće s našim materijalima koji mijenjaju oblik. U budućnosti bi se ovi cvjetovi mogli dizajnirati da prenesu tačno dozirane lijekove, obave biopsiju ili uklone krvni ugrušak“, kaže dr. Ronit Freeman, direktorica Laboratorije Freeman na Univerzitetu Sjeverne Karoline i jedna od autorica studije objavljene u Nature Nanotechnology.
Ideja je inspirisana prirodnim procesima, otvaranjem latica, pulsiranjem korala i formiranjem tkiva. Naučnici su željeli oponašati ove složene procese u vještačkim materijalima, što je izazov koji ih godinama fascinira.
„Inspiraciju crpimo iz prirode, iz cvjetova koji se otvaraju ili tkiva koja rastu, i pretvaramo ih u tehnologiju koja bi jednog dana mogla sama da misli, kreće se i prilagođava“, objašnjava Freemanova.
Ključ uspjeha leži u načinu na koji je DNK raspoređena unutar kristala u obliku cvijeta. Kada okolina postane kiselija, DNK se savija i zatvara “latice”. Kada se uslovi normalizuju, DNK se opušta i cvijet se ponovo otvara. Ovo jednostavno, ali snažno kretanje može kontrolisati hemijske reakcije, oslobađanje molekula ili interakciju sa ćelijama.
Iako je tehnologija još u ranoj fazi testiranja, naučnici predviđaju uzbudljive primjene. Jednog dana, ovi DNK cvjetovi mogli bi se ubrizgati u tijelo, gdje bi putovali do tumora. Kada stignu, kiselost tumora bi izazvala zatvaranje latica i oslobađanje lijeka ili uzimanje uzorka tkiva. Kada se tumor povuče, cvjetovi bi se ponovo otvorili i deaktivirali, spremni da reaguju ako se bolest vrati.
Osim medicine, pametni DNK materijali mogli bi se koristiti i za čišćenje nakon ekoloških katastrofa, oslobađanje sredstava za dekontaminaciju u zagađenu vodu, pa čak i za pohranu ogromnih količina digitalnih informacija, do dva biliona gigabajta u jednoj kašičici.