Kétdimenziós objektumokat eddig is képesek voltunk összezsugorítani, de ezzel nem sokra mentünk – az MIT kutatói most forradalmasíthatnak rengeteg tudományterületet új módszerükkel, amely tökéletesen képes egyszerű, háromdimenziós struktúrákat nanoméretűre kicsinyíteni, ráadásul gyorsan és egyszerűen. A korábbi módszerek ugyanis drágák és bonyolultak, gyakorlatilag kivitelezhetetlenek.
Bár a Hangya és a Drágám, a kölyök összementek valóságától még azért nagyon messze vagyunk, az első lépést megtettük: az implóziós feldolgozás (implosion fabrication) néven futó módszer egyszerű, olcsó, és nagyon sokoldalú a felhasználása. Az egész folyamathoz
– utóbbiból olyanra, mint amit a babapelenkák gyártásánál is használnak. Bizony, az egész módszer két eszközt igényel, ráadásul mindkettő könnyedén beszerezhető.
DNS, KVANTUMPONT, ARANY IS ZSUGORÍTHATÓ
Az MIT kutatói a fotózáshoz hasonlóként magyarázzák el a folyamatot: lézer segítségével a poliakrilát nevű gélből egy struktúrát formálnak, nagyjából úgy, mintha egy háromdimenziós nyomtatáshoz való tollal tennék. Ez lesz az anyag váza, amit egy olyan oldatba tesznek, ami fluoreszcein nevű vegyülettel van tele, ez lézer hatására hozzátapad a vázhoz. Kétfoton mikroszkópia segítségével a kutatók precízen hozzáillesztik a fluoreszceint a váz megadott pontjaihoz, ezekhez fognak tapadni azok a molekulák, amelyeket zsugorítani szeretnének. „A fény segítségével oda tapasztod a fluoreszceint, ahová akarod, aztán meg azt tapasztasz a fluoreszceinhez, amit szeretnél” – mondta Edward Boyden, az MIT kutatója. „Lehet az DNS, lehet kvantumpont, de akár aranydarabka is.”
Ha mindez megvan, a kutatók egy sav segítségével zsugorítják össze a struktúrát. A sav ugyanis blokkolja a poliakrilát negatív töltéseit, ami azt eredményezi, hogy nem taszítják többet egymást, így a gél zsugorodni kezd. Az eljárással a kutatók megközelítőleg az eredeti méretének ezred részére képesek csökkenteni az anyagot. Az abszorbens gél ráadásul lehetővé teszi, hogy ne legyen szükség drága és bonyolult védőeszközökre, hiszen már magában megvédi az anyagot.
A módszer nagy előnye, hogy gyakorlatilag bármit lehet vele zsugorítani: a gélbe olyan anyagot helyezhetünk, amilyet csak szeretnénk, az eljárással pontosan és biztonságosan lehet miniatürizálni.
AKÁR OTTHON VAGY ISKOLÁKBAN IS HASZNÁLHATÓ
Az eljárás egyébként a teljesen fordítottjából született meg: kutatók már egy ideje használnak hidrogélt ahhoz, hogy nagyítsanak apró struktúrákat, az MIT tudósai pedig biztosak voltak benne, hogy felnagyított hidrogélből is lehet aprót csinálni. Az expanziós mikroszkópiát a biológiában és az orvostudományokban is használják.
A kutatók szerint a módszer felhasználási területeinek nincs határa: segítségével lehet nanoméretű mikroszkópokat, mobiltelefon-kamerákat, vagy akár miniatűr robotokat is létrehozni. Sőt, akár az orvostudományban is a doktorok segítségére lehet: különböző gyógyszerekhez tudnak a segítségével olyan apró chipeket rögzíteni, ami segít célzottan kifejteni a szer hatását.
A tudósok pontosan ezen lehetőségek miatt már régóta keresnek olyan módszert, amivel ilyen struktúrákat lehet biztonságos módon zsugorítani, az MIT kutatói pedig, úgy tűnik, most megtalálták.
Az MIT kutatói szerint a jövőben bárhol alkalmazhatják ezt a technológiát, akár iskolákban vagy otthon is, hiszen pofonegyszerű, és egyik anyag sem mérgező vagy veszélyes.
