Симфония наночастиц: Чешский вклад в биобезопасность будущего
Чешский астронавт Алеш Свобода, полет которого на Международную космическую станцию может состояться в конце 2027 года, возьмет с собой на околоземную орбиту небольшую установку с нанороботами.
Это один из серии 13 научно-технических экспериментов, которые запланировано осуществить на МКС.
Опыты с микроскопическими роботами должны выявить их способность уничтожать стойкие скопления бактерий в условиях невесомости, например, при очистке фильтрационных и вентиляционных систем.
В 10-миллитровом флаконе может поместиться рой нанороботов, насчитывающий около 10 млрд единиц.
«Одним движением магнита посредством нанороботов, например, можно вычистить мои зубы от выросшей на них биопленки», – описывает возможности применения простейших микроскопических устройств Мартин Пумера, руководитель международной исследовательской группы ADVANCED NANOROBOTS AND MULTISCALE ROBOTICS LAB факультета электротехники и информатики Высшей школы горно-металлургической – Остравского технического университета.
«Эти нанороботы будут выполнять функцию удаления биопленки. Это колонии бактерий, которые растут на зубах, в фильтрационных системах – где угодно. Это просто колония бактерий, избавиться от которой, однако, довольно сложно», – подчеркивает Мартин Пумера.
Но, широкое применение нанороботов можно найти не только на Международной космической станции. В земных условиях они тоже полезны.
«По сути, наноробот – крошечное устройство, как мини-тележка, которое можно заставить делать что угодно. Можно локально в тканях лечить рак, можно вылавливать микропластик, нанопластик и так далее. Возможностей применения нанороботов огромное количество. Мы сейчас выбрали одну из них, которая актуальна для МКС, но и для Земли», – говорит руководитель международной исследовательской группы Мартин Пумера.
Совместно с компанией Trl Space ученые разработали экспериментальный модуль, который позволит управлять нанороботами на орбите и следить за их работой.
«Единственное, что сделает на орбите наш астронавт Алеш Свобода, – возьмет этот куб, распакует и установит его прямо на МКС. Дальше устройство будет уже жить своей жизнью, а мы сможем управлять им и контролировать его с Земли», – добавляет кибернетик Милан Скула с факультета электротехники и информатики Высшей школы горно-металлургической – Остравского технического университета.
Экспериментальный модуль для испытаний нанороботов выглядит как прямоугольная светящаяся коробочка.
«Свой финальный вид модуль еще не приобрел, но основные параметры уже будут меняться не столь значительно. Речь идет о системе создающих магнитное поле обмоток с помощью которых мы двигаем нанороботами и чистим биопленку. Чтобы мы смогли увидеть, успешно ли наши устройства работают, в модуле есть микроскоп, через который мы получаем необходимое для оценки эффективности видеоизображение», – описывает систему Милан Скула.
Одновременно на Земле будет проходить точно такой же эксперимент, результаты которого послужат для проведения сравнительного анализа.
Микрогравитация, которая существует на МКС, позволяет тестировать технологии, которые невозможно проверить на Земле. По мнению ученых, исследование принесет не только знания, необходимые для осуществления космических миссий, но и поможет найти возможности применения нанороботов для очистки воды или с целью преодоления устойчивости человеческого организма к антибиотикам.