Vědcům z Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského Akademie věd v Praze se podařilo kontrolovaně rozpohybovat nanočástice na povrchu nejpevnějšího materiálu – grafenu. Princip pohybu nanočástic bude využitelný v nanorobotice či biomedicíně.
Čeští vědci rozhýbali nanočástice v grafenu. Objev se dá využít v robotice i medicíně
Grafen si lze představit jako jedinou vrstvu atomů uhlíku, která je velmi lehká a pevnější než ocel. Popsaný pohyb lze ale zobecnit i pro jiné povrchy. O svém objevu nyní tým vědců publikoval článek v americkém odborném časopise ACS Nano, který se specializuje na nanovědu.
Rozpohybovat částice o velikosti zhruba jedné miliontiny vlákna nitě na grafenu se dosud kvůli náročnosti nepodařilo žádnému vědeckému týmu na světě. Grafen je jedním z nejpevnějších známých materiálů a je navíc velmi lehký – gram grafenu by pokryl čtyři fotbalová hřiště. Je také mimořádně vodivý, hladký a zcela propouští světlo. Tým českých vědců si tento materiál zvolil právě kvůli jeho vlastnostem, ale také proto, že s ním mají bohaté zkušenosti.
Struktura grafenu
Podle Petra Kovaříčka, který projekt vyvinul, je výzkum teprve v začátcích. Zveřejnění článku je prvním krokem pro využití pohybu nanočástic v budoucnu. Ty budou moci být použity třeba při přenosu informací nebo molekul. „Snažili jsme se zvládnout techniku na úrovni, kde to doposud nebylo možné. Je však zřejmé, že princip pohybu je využitelný i v jiných aplikacích – od nanorobotiky přes biomedicínské použití po nanovědy obecně,“ uvedl Kovaříček.
Nanotechnologie změní svět
Vědecký tým zatím pozoroval jen jeden způsob pohybu, a to lineární z bodu A do bodu B. Dalším krokem výzkumu bude zjistit, jak v nanoměřítku vytvořit dráhu složitější a vést částici po povrchu jinou cestou. Na to je však potřebné užití více působných sil.
Na projektu spolupracovala tři vědecká pracoviště. Kromě týmu z Nízkodimenzionálních systémů a oddělení biofyzikální chemie se na výzkumu podílel i Ústav organické chemie a biochemie AV ČR.
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.