Sveitsiläisen Zürichin teknillisen korkeakoulun ja IBM: n tutkimuslaboratorion tutkijat ovat oppineet luomaan keinotekoisia molekyylejä nanokokoisista palloista. Tutkijoiden mukaan uusi tekniikka mahdollistaa sellaisten mikrorobottien luomisen, jotka kykenevät hoitamaan syöpäkasvaimia tai muita laitteita. Työ julkaistiin Science Advances -lehdessä.
Pallomoduuleista koostuvien keinotekoisten molekyylien koko on suurempi kuin tavallisten molekyylien koko, mutta ihmisen standardien mukaan se pysyy pienenä ja on useiden mikrometrien luokkaa. Pallot itse ovat valmistettu piistä tai polymeerimateriaaleista, ja niillä voi olla erilaisia fysikaalisia ominaisuuksia, kuten sähkönjohtavuus tai magnetismi. Yhdistämällä tällaiset pallot toisiinsa tutkijat saavat mikro-esineitä, joilla on haluttu geometria, rakenne ja muut ominaisuudet, joiden avulla hiukkaset voivat reagoida eri tavalla ympäristöolosuhteisiin. Keinotekoiset molekyylit voivat olla muotoisia sauvoja, kolmioita tai monimutkaisia 3D-esineitä.
Mikro-esineiden saamiseksi tutkijat käyttivät erityisiä muotoja, joissa oli erikokoisia syvennyksiä. Tutkijat käyttivät niitä luomaan pieniä palloja, jotka sitten sulautuvat yhdeksi rakenteeksi lyhytaikaisella kuumennuksella. Itse valmistusprosessi poikkesi tavanomaisesta 3D-tulostuksesta siinä, että jälkimmäiseen käytetään yhtenäistä materiaalia ja tuloksena olevilla esineillä on yhtenäinen rakenne.
Tulevaisuudessa tutkijat suunnittelevat keinotekoisten molekyylien pohjalta rakentamaan monimutkaisella geometrialla ja kemiallisella koostumuksella varustettuja itsekulkevia laitteita, jotka liikkuvat magneettikentillä. Tällaisia mikro-esineitä voidaan käyttää lääketieteellisessä tutkimuksessa lääkkeiden ja kemoterapialääkkeiden kantajina. Insinöörit osallistuvat myös molekyylien luomiseen, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja yhdistyvät päällirakenteiksi, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa valon kanssa. Tällaisia laitteita voitaisiin käyttää menestyksekkäästi fotoniikassa.
Fotoniikka on tieteenala, joka käsittelee sellaisten järjestelmien luomista, joissa valonsäteilyä käytetään signaalin kantajana.