Миниатюрный химический «мозг» в один прекрасный день может стать центром управления целой бригадой нанороботов.

По оценкам некоторых экспертов, к 2020 г. нанотехнологии будут в той или иной степени использоваться в производстве и продуктах на 1 трлн. долларов
Главные надежды на будущих нанороботов возлагают медики

Действительно, мало создать работающую наноразмерную машину, ей еще нужно научиться управлять. А вот созданное в Японии Анирбаном Бандиопадхаем (Anirban Bandyopadhyay) молекулярное устройство уже способно контролировать одновременно 8 микроскопических машин.

Имея 2 нм в диаметре, такой «наномозг» построен из 17-ти сложных молекул дурохинона. За счет водородных связей 16 из них образуют вместе кольцевую структуру с оставшейся молекулой в сердцевине и с четырьмя выступающими «спицами», через которые и происходит взаимодействие. Главная деталь здесь — именно спрятанная внутри единственная молекула. Ее состояние можно изменять, воздействуя сканирующим туннельным микроскопом (о технологии STM мы рассказывали в статье «Туннель в наномир») — эти сложные устройства входят в обычный арсенал нанотехнологических разработок и позволяют не только рассматривать отдельные атомы, но и манипулировать ими.

Словом, используя такой микроскоп, ученые показали, что, меняя состояние этой центральной молекулы, они могут менять состояние остальных 16-ти молекул, входящих в кольцо. При этом число возможных комбинаций этих состояний достигает 4 миллиардов.

Чтобы протестировать разработку в деле, они присоединили к «наномозгу» восемь наномашин, полученных другими группами ученых — в итоге собрали целый небольшой «нанозаводик», наподобие перочинного ножа с набором разных лезвий. Среди этих наномашин, в частности, оказался и «нанолифт», молекулярная платформа, способная подниматься или опускаться в ответ на определенный сигнал. Сам «нанолифт» имеет в размере около 2,5 нм, а платформа способна смещаться вверх или вниз на 1 нм. Подав команду на центральную молекулу своего «наномозга» с помощью STM, ученые смогли не без удовлетворения наблюдать, как все 8 наномашин заработали одновременно.

Главная заслуга Бандиопадхая и его коллег состоит в создании системы коммуникации «от одного ко многим» — в перспективе она может найти применение и в компьютерах принципиально нового вида, способных одновременно обрабатывать до 16 бит. Современные кремниевые чипы выполняют лишь по 1 инструкции последовательно, хотя делают это очень и очень быстро — правда, другие разработчики уже сообщили о создании прототипов, способных обрабатывать 256 и даже 1024 бита. А во всей красе рассмотреть наше счастливое нанобудущее можно, заглянув на статью «Атомное Lego».

По публикации BBC News