Lad os starte med at blive enige om, at nanoteknologi er magisk videnskab. De fleste af os ved, at det handler om forskere, der arbejder på molekylært niveau. Mange af os forstår, at det normalt involverer de mindste af ”maskiner”, der samler sig gennem kemiske interaktioner. Men når forskerne begynder at tale om at skabe robotter i molekylestørrelse, der kan reparere celler inde i vores kroppe, er de bevæget så langt ud over min forståelse, at jeg er reduceret til sprudlende, "Lyder godt ... hold dem ved at komme."
Én ting, som jeg selv kan forstå, er, hvordan dybtgående nanotek kan transformere medicin og sundhedspleje - om det er celle-sniffende nanobotter, der kan søge og ødelægge kræftceller uden skader i sikkerhed eller erstatte unormale gener med normale eller hjælpe brudte knogler med at heles hurtigere .
Andre nano-drevne medicinske fremskridt, selvom de ikke er så dramatiske som at detonere kemobomber inde i tumorer kan faktisk være mere vidtrækkende, idet de transformerer noget så grundlæggende som hvordan sygdommen diagnosticeres. Tag to opfindelser, der blev annonceret i sidste uge.
Den første, kaldet Domino, er en lille plastisk chip, der kan udføre 20 forskellige genetiske test fra en enkelt dråbe blod. Det blev oprettet af et team på University of Alberta i Edmonton, og det fungerer sådan:
Blodet strømmer ind i 20 separate små rum, der hver er fyldt med en gel. Derefter sættes chippen i et lille bærbart laboratorium omkring størrelsen på en brødrister, hvor der udføres en molekylær test på hvert rum. Fra den ene dråbe blod kan lægen bestemme, om patienten har brystkræft, og i bekræftende fald, om hun er resistent over for kræftlægemidler. Eller det kan bestemme, om hun har malaria, selv hvilken type malaria.
Den anden nyskabelse, der er udviklet på UCLA, kombinerer nanoteknologi, en mobiltelefon og Google Maps for at skabe en enhed, der læser hurtige diagnostiske test - strimler, der ændrer farve, hvis der er infektion - med meget mere præcision end et menneske kan ud i marken. Strimlerne indsættes i enheden, en læser, der klipses til en smart telefon. Derefter konverterer telefonens kamera, der arbejder med en mobilapp, stripen til et digitalt billede.
Fra dette bestemmer appen, om resultaterne af testen - for HIV eller malaria eller TB - for eksempel er positive eller negative. Og her er Google Maps, der kommer ind. Hvis det er positivt, sender enheden trådløst resultaterne til et kort, der sporer spredningen af sygdomme rundt om i verden.
Hvad disse nanotests betyder for de fleste af os, er i sidste ende en ende på de lange, og ofte stressende venter på, at resultaterne kommer tilbage fra laboratoriet. I stigende grad vil læger kunne foretage DNA og anden diagnostisk test lige på deres kontorer, med resultater tilgængelige inden for en time. Plus, $ 100 laboratorietests kan ende med at koste en dollar eller to.
Ikke at disse mini-labs er helt nye. Harvard-professor George Whitesides, for en, har nu arbejdet med "diagnostiske frimærker" i flere år nu. Men disse "laboratorier på en chip" er blevet et så populært forskningsfelt, at der nu er et websted, der kaldes "Lab-on-a-Chip", der rapporterer om den seneste udvikling. De fleste er imidlertid stadig i prøvefasen.
”Labtest er fint, ” siger David Alton, en af Dominos skabere. ”Men vi er nødt til at vise, at det fungerer. Vi er nødt til at vise resultaterne fra tusind test. Så begynder folk at sige `OK, dette er rigtigt. '
Så er der den mørke side
Som med enhver spidstgørende videnskab opstår naturligvis spørgsmål om, hvordan nanoteknologiens troldmand kunne blive ond. Så nyttige som de kan være, kan nanoskalaformer af materialer som sølv, carbon, zink og aluminium indtages, inhaleres og måske absorberes gennem huden. Ingen er sikker på, hvor skadeligt det kan være. For cirka to uger siden udsendte FDA et udkast til retningslinjer, der antydede, at virksomheder, der bruger nanopartikler i mad eller kosmetik, muligvis bliver nødt til at lave ekstra tests for at vise, at produkterne er sikre.
Og lige i sidste uge rejste et papir fra Kathleen Eggleson, en videnskabsmand ved Notre Dame, den nye slags etiske dilemma, nanoteknologi kan vække. Hun bemærker, at i et forsøg på at bekæmpe infektioner på hospitaler har medicinske forsyningsselskaber taget overtræk på næsten alt - dørknap, sengeskinner, lagner, gardiner - med nanostørrelser af sølv, et materiale, der er kendt for at blokere spredningen af mikrober.
Men som Eggleson påpeger, er langt de fleste bakterier og andre mikroorganismer faktisk neutrale eller endda gavnlige. Nogle bakterier er for eksempel nødvendige for at opretholde de nødvendige niveauer af nitrogen i luften; andre hjælper os med at fordøje mad.
Så at dække hver overflade med små sølvflekker, hævder hun, kan ende med at gøre mere skade end gavn.
Ja, selv i en verden, vi ikke kan se, er livet kompliceret.
Hvor de små ting er
Her er andre nanotek-udviklinger nylige. Disse er uden for medicinen.
- Stop med at presse frugten !: En MIT-kemi-professor har udviklet en måde at knytte bittesmå sensorer til kasser, der, når de scannes, vil afsløre, hvor moden maden er indeni.
- Og det slår rock og saks: En videnskabsmand i Genova, Italien har fundet en proces til at fremstille papir vandtæt, magnetisk og antibakteriel.
- Når en nanotre falder, lyder det ?: Ingeniører ved University of California i San Diego bygger en skov af bittesmå nanowire-træer med det mål at fange solenergi og omdanne den til brintbrændstof.
- Men de henter kun naturforestillinger: Et Utah-firma har udviklet en måde at sprøjte nanopartikler på træer og omdanne dem til højdrevet antenne.
Videobonus: National Cancer Institute gør sin sag for, hvordan nanoteknologi kan være det kræftbekæmpende våben, vi har ventet på.
