Aktualności

Nanoświat oparty na biologii

Naukowcy, pracujący nad innowacyjną technologią i systemami medycznymi w skali molekularnej, wciąż odkrywają jak wielką pomoc może nam zaoferować nanoświat oparty na biologii. W końcu żywe komórki są swego rodzaju „nano-maszynami”, działającymi dzięki skomplikowanej kompozycji komunikujących się ze sobą zespołów. Nasir Mahmood z Royal Melbourne Institute of Technology w Australii wraz z kolegami z Pakistanu i Chin wyraził opinię na temat użycia systemów biologicznych na łamach magazynu Materials Today Chemistry. Według zespołu, są one „reaktorami chemicznymi” umożliwiającymi tworzenie nanomateriałów.

Nanotechnologia wymaga stosowania metod umożliwiających tworzenie maleńkich metalicznych i magnetycznych klastrów, których właściwości można kontrolować. Takie nanocząstki znajdują zastosowanie głównie w mikro-optoelektronice, czujnikach chemicznych, katalizatorach oraz medycynie jako przyrządy umożliwiające diagnostykę i leczenie.

Rośliny, bakterie, grzyby i glony są doskonałymi „technikami” natury, pomagającymi naukowcom pracującym nad nanotechnologią. Odpowiedni dobór materiałów wyjściowych może zainicjować działanie naturalnej biochemii, która przetwarza jony metali w użyteczne metaliczne nanocząstki. Należyte ustawienie podstawowych czynników, takich jak temperatura, pH, czy stężenie roztworów, ma wpływ na właściwości powstałych materiałów.

„Odkryliśmy, że wykorzystanie biologii do tworzenia nanomateriałów może być lepsze od metod chemicznych choćby pod względem ochrony środowiska” skomentował Mahmood.Takie podejście wymaga zużycia znacznie mniejszej ilości energii niż w przypadku alternatywnych metod, ponieważ wykorzystywane organizmy funkcjonują sprawnie w zwykłych, „codziennych” temperaturach i pod normalnym ciśnieniem. Dodatkowo, eliminuje konieczność wykorzystywania drogich i toksycznych substancji chemicznych.

Po oszacowaniu możliwości i zalet tak zwanego „biogenicznego podejścia” do nanotechnologii, Mahmood wspomniał również o sposobach, w jakich już dziś wykorzystuje się stworzone nanomateriały. W medycynie pomagają w identyfikacji i leczeniu chorób. Na przykład nanocząsteczki srebra pochodzenia biologicznego są stosowane do hamowania wzrostu bakterii i ich zabijania.

Biogeniczne tlenki cynku i tytanu, stosowane w kremach do opalania, chronią przed szkodliwymi promieniami UV. Niektóre cząsteczki metali mogą zniwelować lekoodporność, uniemożliwiając bakteriom tworzenie biofilmu. Inne nanomateriały ulepszają teksturę i smak żywności. Mogą również skutecznie zastąpić pestycydy w rolnictwie lub oczyszczać wodę.

Poznano wiele zastosowań nanomateriałów w przemyśle, ale Mahmood podkreśla, że nanotechnologia „wciąż skrywa wiele tajemnic”.