علماء يكشفون عن روبوتات أرق ألف مرة من شعر الإنسان يمكنها علاج السرطان

كشف فريق من الباحثين في معهد النانو بجامعة سيدني النقاب عن تطورات رائدة في مجال الروبوتات الجزيئية، وذلك باستخدام أوريغامي الحمض النووي لإنشاء هياكل نانوية قابلة للبرمجة.

ولهذا النهج المبتكر آثار واسعة النطاق، بدءا من توصيل الأدوية بدقة إلى المواد القابلة للتكيف والمعالجة البصرية الموفرة للطاقة.

هياكل معقد ثلاثية الأبعاد

توضح الدراسة، التي نشرت اليوم في مجلة Science Robotics، كيف يمكن طي الحمض النووي، وهو لبنة البناء الأساسية للحياة، إلى هياكل معقدة ثلاثية الأبعاد.

ومن خلال استخدام “أوريغامي الحمض النووي”، قام الباحثون بصناعة أكثر من 50 جسما نانويا، بما في ذلك “ديناصور نانو”، و”روبوت راقص”، وخريطة مصغرة لأستراليا، يبلغ عرض كل منها حوالي 150 نانومتر – أرق بألف مرة تقريبا من شعر الإنسان.

قاد المشروع الدكتور مينه تري لو، المؤلف الأول للدراسة، والدكتور شيلي ويكهام، قائد فريق البحث. حيث يتركز عملهم على تطوير “فوكسيلات” نمطية من أوريغامي الحمض النووي، والتي تشبه وحدات البكسل ثلاثية الأبعاد.

ابتكار في البيولوجيا وطب النانو

يمكن تجميع هذه الأكسيل في هياكل معقدة ذات وظائف قابلة للبرمجة، وهو ابتكار رئيسي في البيولوجيا التركيبية، وطب النانو، وعلوم المواد.

وأوضح الدكتور ويكهام، الذي يشغل منصبا مشتركا في كليات الكيمياء والفيزياء بالجامعة: “إن النتائج تشبه إلى حد ما استخدام ميكانو أو إنشاء مهد قطة على شكل سلسلة، ولكن على مستوى النانو”.

قال الدكتور لو: “لقد أنشأنا فئة جديدة من المواد النانوية ذات خصائص قابلة للتعديل، مما يتيح تطبيقات متنوعة – بدءًا من المواد التكيفية التي تغير الخصائص البصرية استجابةً للبيئة إلى الروبوتات النانوية المستقلة المصممة للبحث عن الخلايا السرطانية وتدميرها”.

الروبوتات تعالج عدة مهام

وبعيدًا عن الطب، يتصور الفريق مواد جديدة تستجيب للتغيرات البيئية. على سبيل المثال، يمكن للهياكل تكييف خصائصها للتعامل مع أحمال أكبر أو تغيير الخصائص استجابة لتغيرات درجة الحرارة أو الرقم الهيدروجيني.

وقال الدكتور ويكهام: “يمكّننا هذا العمل من تخيل عالم تستطيع فيه الروبوتات النانوية معالجة مجموعة كبيرة من المهام، بدءًا من علاج الأمراض وحتى تطوير الإلكترونيات”.

بالإضافة إلى ذلك، يستكشف الباحثون إمكانية معالجة الإشارات الضوئية الموفرة للطاقة، مع تطبيقات في التشخيص الطبي والأمن.

ومن خلال الاستفادة من أوريغامي الحمض النووي، يمكن لهذه التقنيات تحسين السرعة والدقة في التحقق من الصور والأنظمة البصرية الأخرى.

وشدد الدكتور لو على الآثار الواسعة للنتائج التي توصلوا إليها: “يوضح عملنا الإمكانات المذهلة لأوريغامي الحمض النووي لإنشاء هياكل نانوية متعددة الاستخدامات وقابلة للبرمجة. وهذا يفتح آفاقًا جديدة للابتكار عبر تكنولوجيا النانو.