Ученые из Университета Северной Каролины (США) создали микроскопических мягких роботов в форме цветов, которые могут менять форму и поведение в зависимости от окружающей среды, как это делают живые организмы. Они состоят из особых кристаллов, образованных в результате соединения ДНК и неорганических материалов, и являются одними из самых динамичных материалов такого масштаба. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.
Авторы новой работы хотели воспроизвести в искусственных материалах такие сложные природные процессы как открытие цветка, пульсация кораллов и формирование тканей в живых организмах. Долгое время это задача ставила в тупик ученых, работающих с микроскопическими масштабами. Успех разработки объясняется тем, как устроена ДНК внутри кристаллов в форме цветка. Когда окружающая среда становится более кислой, ее части плотно сворачиваются, и цветок закрывается. Когда условия нормализуются, ДНК распрямляется, и лепестки снова раскрываются. Это движение можно использовать для управления химическими реакциями, переноса и высвобождения молекул или взаимодействия с клетками и тканями.
По сути, ДНК каждого цветка действует как компьютерная программа, которая сообщает ему, как двигаться и реагировать на окружающую среду. Это значит, что однажды роботы на основе ДНК смогут самостоятельно выполнять различные задачи, в том числе доставлять лекарства. Из нового материала, меняющего форму, в будущем можно создавать глотаемые или имплантируемые цветы, чтобы доставлять лекарства в нужное место, проводить биопсию или удалять тромбы.
Хотя технология находится на ранней стадии тестирования, разработчики видят огромные перспективы для ее применения. В будущем «цветы» из ДНК можно будет вводить в организм, и они будут двигаться к опухоли, а попав туда, реагировать на ее кислотность, смыкая лепестки и высвобождая лекарство или забирая крошечный образец ткани. Когда опухоль рассосется, «цветы» раскроются и деактивируются, чтобы снова среагировать в случае рецидива заболевания.
