This post is also available in:
English (אנגלית)
חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה פיתחו רובוטים מיקרוסקופיים העשויים מ-DNA, חומרים אנאורגניים, היכולים להתקפל ולהיפתח בהתאם לשינויים בסביבתם. המבנים הננומטריים, שמעוצבים בצורת פרחים, נועדו לחקות את הדרך שבה אורגניזמים חיים חשים את סביבתם ומגיבים אליה.
הצוות מכנה את המבנים "פרחי DNA" והם מיוצרים משילוב של DNA סינתטי עם חומרים כמו זהב או גרפן אוקסיד. ה-DNA משמש כמרכיב מתוכנת, השולט בהתנהגות המבנה בהתאם לתנאים שונים, למשל, שינויים בחומציות או בטמפרטורה. כאשר הסביבה הופכת לחומצית יותר, המבנים מתקפלים פנימה. כאשר התנאים חוזרים למצב רגיל, הם נפתחים מחדש.
תנועה הפיכה זו מאפשרת למבנים לפעול כמו רובוטים רכים ברמה המולקולרית. היישומים האפשריים מגוונים; בתחום הרפואה, ניתן יהיה בעתיד לבלוע או להשתיל אותם לצורך שחרור מבוקר של תרופות באזורים ממוקדים בגוף, איסוף דגימות רקמה, ואפילו סיוע בפינוי חסימות בכלי דם.
הטכנולוגיה מבוססת על תהליך בשם "הרכבה מתוכנתת של DNA", שבו נעשה שימוש בחוקי הזיווג של בסיסי ה-DNA כדי להכווין את ההרכבה של ננו-חלקיקים לצורות מדויקות. התוצאה היא חומר היברידי שמצד אחד יציב מבנית, אך מצד שני מגיב באופן רגיש לשינויים בסביבה.
על אף שהמערכת עדיין בשלבי פיתוח מוקדמים, החוקרים מציינים כי יש לה פוטנציאל מעבר לרפואה. רובוטים רכים דומים יוכלו לשמש גם לניטור זיהום סביבתי או לתגובה לשינויים בתנאי סביבה. בזכות גודלם הזעיר, יכולת ההסתגלות והיעילות האנרגטית שלהם – ייתכן שבעתיד יוכלו לשמש אף לאחסון נתונים בדרכים חדשות.
בהשראת מערכות טבעיות כמו תנועת אלמוגים וקיפול עלי כותרת בפרחים, החוקרים מקווים להכניס את התגובתיות של אורגניזמים חיים לתוך חומרים מהונדסים, ולמעשה ליצור חומרים שמתנהגים כמו מערכות ביולוגיות.
הפיתוח מסמן התקדמות לעבר חומרים חכמים, בעלי יכולות הסתגלות וננומטריים, היכולים לפעול באופן עצמאי ולתקשר עם סביבתם בקנה מידה מיקרוסקופי.
המחקר פורסם בכתב העת Nature Nanotechnology.
