Rozsievky očami umelca. FOTO - DAVID ROBERTS, PLOS BIOLOGY |
Prastaré jednobunkové organizmy, ktoré sú základom potravinového reťazca v moriach, môžu zohrať hlavnú úlohu aj v rozvíjajúcom sa svete nanotechnológií (nano - miliardtina metra, ľudský vlas má priemer asi 20 000 nanometrov). S ich pomocou by mohli vzniknúť tisíce zložitých dizajnov, o ktorých sa súčasným inženierom zatiaľ iba sníva.
Ako povedal pre internetovú verziu National Geographic Gregory Rorrer, chemický inžinier z Oregonskej štátnej univerzity v Cornvallis, hlavný problém zatiaľ spočíva vo vysokých nákladoch a neefektívnosti výroby nanoprístrojov. Nečakané riešenie však môžu mať v rukách rozsievky, morské jednobunkové organizmy, ktoré na Zemi žili už spolu s dinosaurmi.
Riasy, medzi ktoré rozsievky patria, sú základom morskej potravinovej pyramídy a odčerpávajú z atmosféry oxid uhlíka. Ovládajú unikátnu schopnosť vbudovať do svojich pevných schránok oxid kremičitý zo slanej vody. Tieto schránky si tvoria aj s pomocou špeciálnych bielkovín a orgánov, ktoré najprv nahromadia nanočastice oxidu kremičitého, pozostávajúce iba z niekoľko sto atómov kremíka. Bielkoviny a bunkové orgány potom riadia vbudovanie týchto častíc do schránok.
V júli uplynulého roku dostal Rorrer a jeho tím štvorročný 1,3-miliónový grant práve na vývin postupu, aký ovládajú rozsievky už dlho. Vedci sa teraz snažia do schránok rozsievok vnášať najrôznejšie prvky, napríklad kremík, germánium, titánium či gálium.
Na úrovni nanorozmerov sa tieto prvky nesprávajú podľa klasických Newtonových zákonov, ale riadia sa čudesnými pravidlami kvantovej mechaniky, čím získavajú unikátne vlastnosti. Výsledkom môžu byť ohybné počítačové monitory, lacné a účinné slnečné kolektory, filtračné zariadenia alebo nosiče liekov, ktoré budú likvidovať nádory v tele.
Napríklad germánium pri dodaní energie zažiari do modra, čo sa využíva v elektronike a zobrazovacích lekárskych technikách. Vbudovanie germániových nanočastíc do oxidu kremičitého je s existujúcimi technológiami síce možné, ale zložité. Znamená to vyparenie kryštálu germánia vo vákuu vysokoenergetickým lúčom laseru a "nalepenie" plynných atómov na povrch oxidu kremičitého.
"To isté dosiahneme pomocou živých organizmov," vysvetlil Rorrer. Trik spočíva v dodaní dostatočného množstva rozpusteného kovu, ale tak, aby ho rozsievky absorbovali a nezahynuli pri tom.
Vedci už zvládli dodávku germánia, čoskoro začnú pracovať na iných kovoch. Schopnosť absorbovať tieto kovy a vytvárať nanomateriály je rôzna podľa druhu. Pretože existujú desiatky tisíc druhov rozsievok, znamená to aj desiatky tisíc možných mikroskopických tvarov. Niektoré majú dierky, iné rebrá, niektoré sú oválne, iné hranaté. "Všetky tieto tvary vytvoria organizmy, my im len dodáme doplnkový materiál," povedal Rorrer.
Ďalšia výhoda spočíva v tom, že pri delení rias vznikajú presné kópie. Môže ich teda vzniknúť prakticky nekonečné množstvo, a budú stále rovnaké.
