Otkrića

Zlatna prašina

Napredak tehnologije otvara vrata za primenu već poznatih materijala u sasvim nove svrhe – tako se zlato sada koristi u medicini i elektronici

Tekst: Boris Klobučar

Zlato upotrebljavamo već preko šest hiljada godina. Tokom istorije najčešće je korišćeno kao dekoracija i nakit ili se njime trgovalo. Čak je i u modernom dobu zlato vrlo popularna i vredna valuta. Danas se više od 50 odsto iskopanog zlata pretapa u nakit. Za potrebe industrije ostaje svega desetak procenata, od čega se veoma mali deo koristi u oblasti nanotehnologije. Međutim, ovaj trend bi mogao da se promeni, jer napredak u ovoj sferi pruža nove mogućnosti za napredovanje medicine, elektronike i mnogih drugih oblasti.

Nanotehnologija danas veoma brzo napreduje. Ova oblast obuhvata ispitivanje i korišćenje materijala na atomskim i molekularnim dimenzijama, od 1 do 100 nanometara. Na takvoj skali ne smemo zaboraviti na kvantnomehaničke efekte koji dolaze do izražaja, pa i sami materijali ispoljavaju posebne karakteristike. Nanotehnologija svoje primene nalazi u širokom spektru oblasti, kao što su novi materijali, medicina, molekularna biologija, biomaterijali itd. Primena nanočestica je interesantana i vojnoj industriji, pa se u nanonauke ulažu velika sredstva. Ipak, ostaje otvorena debata među naučnicima o toksičnosti samih nanočestica i njihovog uticaja na okolinu.

Tim naučnika sa uUniverziteta Mičigen, predvođen profesorom Nikolasom Kotovim, uspeo je da sintetiše provodnik koji se može rastegnuti i do pet puta svoje dužine, a da pritom zadrži provodnost. Tajna je u nanočesticama zlata između slojeva poliuretana. „Problem je bio pronaći kombinaciju tako da pri istezanju ne dođe do pada provodnosti. S druge strane, u takvoj kombinaciji ne sme biti previše provodnih čestica kako ne bi došlo do gubitka elastičnosti.“

Pri korišćenju ugljeničnih nanotuba ili drugih testiranih nanočestica kao nosioca naelektrisanja, istezanjem provodnika one se razdvajaju, što rezultira padom provodnosti. Zlatne nanočestice pri istezanju formiraju razgranatu mrežu koja ostaje celovita, tako da se provodnost održava. Profesor Kotov se raduje primeni ovakve tehnologije u skorijoj budućnosti: „Očigledna je primena rastegljivih provodnika kod fleksibilnih elektronskih uređaja ili mekih robota.“ Grupa profesora Kotova trenutno radi na dizajniranju medicinskih implantata i senzora koji bi svoju primenu našli u lečenju i ispitivanju povreda mozga.

Dr Tal Dvir sa Univerziteta u Tel Avivu radi na pravljenju „srčanih zakrpa“ (cardiac patches), funkcionalnih implantata koji zamenjuju oštećene delove srca. Infarkt trajno oštećuje srce. Stoga ova grupa radi na sintetisanju tkiva koje bi zamenilo oštećeni deo srca i u potpunosti funkcionisalo. Kako bi ovakav implant na odgovarajući način imitirao koordinisani električni sistem koji je zadužen za ritam srca, naučnici oko ćelija srca ubacuju zlatna nanovlakna i tako sintetišu tkivo. Ovakvi bioimplanti mnogo bolje rade kao celina, jer se električni impulsi brže i efikasnije prenose. Cilj istraživanja je optimizovati prenos ovih impulsa kroz tkivo, čime se dobija funkcionalan implant, koji zamenjuje oštećeni deo srca u potpunosti.

S druge strane, zlatne nanočestice se koriste i pri sintetisanju vakcina. Da bi vakcina radila, mora da prevari organizam da je zaražen, kako bi se proizvodila antitela. Posebni oblici zlatnih čestica u obliku štapića (nanorods) služe kao gradivni blokovi, na kojima se „prave bolesti“ od kojih se branimo. Na zlatne štapiće odgovarajućih dimenzija se lepe proteini respiratornog sintetičkog virusa (RSV), čime se dobija element koji je po veličini i obliku identičan originalnom virusu. Testovi pokazuju da organizam na ovakvu vakcinu reaguje kao na vakcine do sada, i proizvodi aktivna antitela.

Danas se u nanotehnologiju mnogo ulaže. Pre svega, mogućnosti vojne industrije diktiraju trendove u razvoju ove nauke. Međutim, i ovde postoji tamna strana. Profesorka Tatijana Mironova sa Univerziteta Stouni Bruk je objavila rad u kom piše da zlatne nanočestice prouzrokuju ubrzano starenje kože i utiču na sporije zarastanje rana. Takođe i same nanočestice mogu biti toksične. Naučnicima ostaje da ispitaju primenu nanočestica i odluče da li ovakvu tehnologiju možemo bezbedno koristiti. 

OTKRIĆA

Svakoga dana se u svetu objavi više hiljada novih otkrića. Koja od njih su zaista bitna? Koja menjaju naučnu paradigmu? I kako razumeti šta se zapravo dešava na naučnim frontovima?

Istražite tekstove iz rubrike OTKRIĆA.

Istražite druge tekstove:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

CPN
Ulica kralja Petra 46
11000 Beograd
Republika Srbija
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs