Čeští vědci zkouší vytvořit umělé svaly. Nový objev je posunul výrazně vpřed

Vědcům z Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského Akademie věd v Praze se podařilo experimentálně dokázat rozvinování a svinování uhlíkové nanorole. Přiblížili se tak vzniku materiálu, který může v budoucnu nahradit práci svalů v lidském těle.

O svém objevu nyní Pavel Janda, Hana Tarábková a Zdeněk Zelinger publikovali článek v odborném časopise Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP). 

Rulička svinutého grafenu, což je forma uhlíku, má unikátní vlastnost převádět elektrické napětí na pravidelný pohyb rozvinování a zavinování. I když dosud existovaly hypotézy a simulace, čeští vědci jsou prvními, kterým se podařilo pohyb nanorole experimentálně řídit.

„Princip nanorole je jednoduchý, jedná se o ruličku svinutého grafenu, která by vzdáleně mohla připomínat pérko do hodinek. Její unikátní vlastností je schopnost převádět elektrické napětí na pravidelný opakovaný pohyb rozvinování a zavinování. Toto ‚cvičení‘ nanorole se jeví jako ideální pro využití například v biomedicínském inženýrství. Nahradit by tak mohla třeba svalová vlákna,“ uvádí vědci.

Neviditelný svět

Pohyby nanorole jsou viditelné pouze speciálním mikroskopem, který je schopen pracovat ve vodném prostředí. „I když je její širší využití v biomedicíně zatím pouze vzdálenou budoucností, potenciál nanorolí nelze zpochybnit. Lidské tělo je plné elektrolytu, což je prostředí, kde nanorole pracuje. Když připočteme její biokompatibilitu a odolnost, máme tu potenciálně ideální náhradu pohybovačů,“ vysvětlil Janda, který se svými spolupracovníky dlouhodobě zkoumá vlastnosti grafitového povrchu.

Dosud vědci pracovali s nanoruličkami spontánně vzniklými na povrchu grafitu, v budoucnu se chtějí zaměřit na studium nanoruliček připravených na míru, tedy s definovanou délkou a počtem závitů. To je jeden z mnoha důležitých kroků směrem k jejich praktickému využití. Vedle biomedicíny mohou nanorole najít uplatnění v robotice či konstrukci mikroelektromechanických zařízení.

Nanotechnologie představují zkoumání a vytváření objektů s rozměry mezi tisícinou a miliontinou milimetru. Jejich podstatou je zjištění, že v mikrosvětě, v rozměrech na úrovni tisíciny síly lidského vlasu, se rapidně mění vlastnosti prvků a látek. Možnosti využití tohoto zjištění jsou stále předmětem bádání a experimentů. Už nyní nalézají uplatnění v mnoha oblastech běžného života, jako je textil, elektronika, medicína, strojírenství, chemický, automobilový, vojenský či kosmický průmysl, optika nebo životní prostředí.

I když se jedná o počátky výzkumu, vize se nedrží při zemi. Biomedicínské inženýrství je jen jednou z oblastí, kde by nanorole našly své uplatnění, další oblastí je robotika a konstrukce mikroelektromechanických zařízení (MEMS). Hovoří se například o nanoventilu, kde postupné stahování závitů nanorole může regulovat mikroskopické průtokové cesty, nebo o nanopumpě, která by periodickými koordinovanými stahy umožnila transportovat velmi malá množství tekutin. Stejně jako v biomedicíně se však zatím jedná o budoucnost, které čeští vědci úspěšně vyrazili naproti.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Kódy, zdravotní údaje, firemní dokumenty. Co neposílat nástrojům AI?

Chatboti s umělou inteligencí, jako jsou ChatGPT, Claude a Copilot, jsou stále populárnější. Kolik by toho ale o nás měli skutečně vědět?
před 15 hhodinami

Dehonestovaný americký vědec vyhrál soud nad ženou, která ho obvinila. Teď pracuje pro Česko

Sexuální skandál připravil amerického vědce Davida Sabatiniho o prestižní místo i důvěru kolegů. Teprve po pěti letech od začátku kauzy se mu podařilo získat vysoké odškodné od kolegyně, která ho z nevhodného chování obvinila. Vědec v současné době spojil svou kariéru s Českem.
před 15 hhodinami

OSN: Země směřuje k oteplení o 2,8 stupně Celsia proti předindustriálnímu období

Planeta při současné celosvětové klimatické politice směřuje k tomu, že bude do konce století o 2,8 stupně Celsia teplejší než v předindustriálním období, uvedl podle agentury DPA Program OSN pro životní prostředí (UNEP). Každý zlomek stupně nad hranici 1,5 stupně Celsia přitom podle šéfky UNEP Inger Andersenové zvyšuje riziko smrtících povodní, vln veder a lesních požárů, jaké letos zažila řada zemí.
včeraAktualizovánopřed 18 hhodinami

El Niño může zdražit potraviny, experti se obávají hlavně globálních dopadů

Přímé důsledky letošního jevu El Niño na Česku by sice měly být zanedbatelné, silněji se ale mohou projevit nepřímé dopady. I když se v Česku urodí dost základních potravin, jako je pšenice nebo kukuřice, jejich ceny mohou stoupnout, hodnotí analytici.
před 18 hhodinami

Padesát milionů za Koperníka. Kdysi zakázanou knihu koupil neznámý sběratel

V přepočtu skoro padesát milionů korun investoval neznámý kupec do prvního vydání přelomového díla Mikuláše Koperníka. Aukční síň Sotheby's vydražila 20. října i dalších 155 knih věhlasných středověkých i novověkých astronomů, matematiků a fyziků, včetně Isaaca Newtona, Galilea Galileiho nebo Tychona Braha. V původním nákladu kdysi vydali nižší stovky knih, dochoval se jich ale jen zlomek – proto mají dnes takovou cenu.
před 22 hhodinami

Čínský hacker napadl stovku západních webů. Práci za něj odvedli AI agenti

Kybernetické útoky jsou stále levnější a snadnější, prokazuje odhalený případ, kdy čínští hackeři využili volně dostupné agentské umělé inteligence (AI), aby velmi levně napadli dobře zabezpečené internetové stránky.
před 23 hhodinami

Milion gigabitů za sekundu. Nový podmořský kabel propojí USA a Evropu

Nový a extrémně rychlý internetový podmořský kabel – s názvem Petal – propojí Evropu a Spojené státy. Jeho stavbu oznámila společnost Meta. S délkou sedm tisíc kilometrů má jako vůbec první podobný projekt spojit kontinenty petabitovou rychlostí. Teoreticky by mohl zajistit souběžné streamování hudby pro 75 procent světové populace.
20. 10. 2026‌‌

Podezřelý manévr. Ruský satelit se přiblížil k družici finské firmy spolupracující s Kyjevem

Vojensky cenné informace ze satelitů získává Ukrajina nejen od americké vlády, ale také třeba ze soustavy družic Iceye. Vyrábí ji stejnojmenná finská firma a právě s Kyjevem letos prohloubila spolupráci. K jedné z družic, ze které podle expertů může Kyjev získávat data přímo, se zvláštním způsobem přiblížil ruský satelit.
20. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.