Nanorobotika, revolúcia na obzore

Energia pre nanoroboty a využitie nanotechnológií

Energia pre nanoroboty

Pri piezoelektrickom jave sa v skratke jedná o premenu mechanickej alebo kinetickej energie na elektrickú, ktorá potom poháňa nanoroboty. Oxid zinočnatý sa javí ako najvhodnejší materiál pre tento typ energetického zdroja. Je piezoelektrický a zároveň pre človeka netoxický. Keď sa nanodrát oxidu zinočnatého začne ohýbať, vznikne na jeho konci piezoelektrický náboj. V kombinácií s viacerými nanodrôtmi už vzniká dostatočné množstvo elektrickej energie pre nanorobota, ktorý ju potrebuje na pohon, komunikáciu s ostatnými narnorobotmi, pre koordináciu úloh atď.

Piezoelektrický jav, pri ktorom v kryštalických dielektrikách
vzniká mechanickou deformáciou elektrický náboj. Credit: Mael Guennou - Titzeff

V budúcnosti by sme sa mohli dočkať napríklad aj nanoakumulátora, ktorý bude „natretý“ podobne ako farba na nejakom povrchu, napríklad na obľúbenej vetrovke. Pohybom tela si potom budeme dobíjať napríklad svoj mobil.
 

Využitie nanotechnológií

Ak neuvažujeme o nanorobotoch, nanotechnológie nie sú len hudbou budúcnosti. Rôzne nanomateriály sú už všade okolo nás, iné čakajú na svoje uvedenie do praxe. Už dnes sa v NASA a iných inštitúciách vyvíjajú tzv. nanotrúbky (nanotubes), ktoré sa vyznačujú extrémne veľkou pevnosťou a unikátnymi  chemicko-elektrickými vlastnosťami v závislosti od toho z akého materiálu sú vyrobené.. Sú tvorené jedinou molekulou uhlíku, hrubé pár nanometrov. Dajú sa použiť na výrobu extrémne pevných lán, alebo do solárnych panelov pre zlepšenie ich účinnosti, kde sa podarilo nanotrubkám z oxidu titaničitého zvýšiť účinnosť panelov až o 13%. Už dnes sa rovnomennou izraelskou spoločnosťou vyvíja koncept „Power Paper“. Funguje na jednoduchom princípe. Obyčajný papier sa potlačí nanotrubičkami, takto potlačený „papier“ sa len nechá nasiaknuť elektrolytom (tekutou soľou) a ľahký, odolný akumulátor je na svete.

Inou cestou šli ich vývojari z MIT a Južnej Kórei, kde vyvinuli princíp zvaný „thermopower wave“. Funguje na princípe horenia paliva, nanotrubička sa potiahne nejakým druhom paliva, ktoré horí. Potom sa na jednom konci zapáli a tepelný kaskádový efekt (alebo pulz) je na svete (odtiaľ názov „thermo“). Tepelná vlna potom vytvára elektrickú energiu

Nanotrúbka. Credit: NASA

Nanotechnológie dnes nájdeme na rôznych miestach, dôkazom je nanomedicína a nanochémia, kde sa používajú rôzne kontrastné látky pri zisťovaní rozsahu rakovinového nádoru, vyšetrenie ciev v mozgu, v budúcnosti sa dokonca uvažuje aj o syntéze umelých červených krviniek, takzvaných respirocytov. Ich veľkosť by bola rádovo 1 mikrón, môžeme si ich predstaviť ako mikro pretlakovú pumpu, ktorá by skladovala kyslík pod veľkým tlakom. Senzory by zaisťovali správne dávkovanie kyslíka priamo do ľudského tela. Jeden takýto respirocyt má až 236-krát vyššiu kapacitu ako ľudská červená krvinka. Predstavte si, ako to môže pomôcť pri prvej pomoci, pri rôznych respiračných ťažkostiach či budúcim osadníkom na Marse pri jeho kolonizácií. Uvažuje sa aj o vyrobení celej škály umelých bielych krviniek a krvných doštičiek. Je možné, že o jedno storočie si nebudeme musieť „lámať hlavu“ nad vírusovými ochoreniami alebo nad nebezpečnou stratou krvi (kde ide o sekundy) pri vážnych sečných poraneniach.

Červená krvinka (vľavo), krvná doštička (uprostred) a biela krvinka (vpravo).

Druhá strana mince

Doteraz sme nanotechnológie len chválili pre ich potenciál, ale ako každá technológia môže byť aj táto zneužitá či škodlivá. Nanočastice užívané v rôznych materiáloch, ktoré boli vylepšené nanotechnológiou sa veľmi ľahko dostanú do tela cez pľúca, k vnútorným orgánom, mozgu. Nie je ešte úplne preukázaná ich škodlivosť pre človeka ale pre malé zvieratá ako sú napríklad ryby to je smrteľné. Ďalšou cestou ako sa môžu nanočastice dostať do tela je cez tráviaci trakt, konzumáciou postihnutých plodín, pretože sa nanočastice nerozkladajú, hromadia sa v pôde kde sa akumulujú. Viac o zdravotných rizikách nanočastíc nájdete napríklad v tomto článku.

Azda asi najväčšou hrozbou sú nanotechnológie a ich rôzne stupne využitia v zbrojnom priemysle, kde sa môžu stať zbraňou hromadného ničenia. Je to ako vždy na človeku a na jeho schopnosti regulovať možnosť zneužitia nových technológií.