Pudełko wskaże też wczesne stadium nowotworu. To nie naukowa fikcja, tylko prawdziwe cele, jakie przyświecają "nanonauki".
Nanotechnologia pracuje w mikroskali - na kwantach. - Struktury i cząstki, które wytwarzamy, mają wymiary nanometrowe. A dlaczego do zastosowań w medycynie i biologii? Bo takie trendy można zaobserwować w całym świecie. Przyrządy i materiały uzyskiwane w laboratoriach fizycznych wchodzą do zastosowań w medycynie, biologii. U nas będzie to cała generacja bardzo czułych detektorów, nazywamy je sensorami - wyjaśnia prof. dr hab Marek Godlewski z Instytutu Fizyki Polskiej Akademii Nauk, koordynator projektu realizowanego przez konsorcjum NANOBIOM.
Polski program badawczy wykorzystuje osiągnięcia fizyki i technologii półprzewodników, optoelektroniki i elektroniki, chemii oraz biologicznej funkcjonalizacji powierzchni. Ma na celu stworzenie i wprowadzenie polskich kwantowych biosensorów półprzewodnikowych.
Co mogą wykrywać nanosensory? Na przykład zmiany chorobowe. Skoro pies potrafi wyczuć nowotwór, musi to być możliwe także dla nanotechnologii. W wydychanym powietrzu są substancje, które pokazują, że coś złego dzieje się w organizmie - na przykład może być to cukrzyca, stany zapalne... Jednak żeby je zidentyfikować potrzebna nam cała generacja ultraczułych przyrządów. - Do tych zastosowań chcemy wykorzystać nanostruktury - mowi prof. Godlewski.
Dlaczego akurat takie materiały? Można sobie to wytłumaczyć, porównując płaską powierzchnię z czymś, co wygląda jak szczotka - powierzchnia pokryta "lasem" nanosłupków. Mamy materiał, którego efektywna powierzchnia rośnie bardzo silnie w porównaniu z płaską płytką, co zwiększa czułość. Kiedy obserwujemy go pod mikroskopem, widzimy las słupków o długościach submikronowych - Musimy opracować własne metody tworzenia takich struktur - opowiada uczony.
Zespoły współpracujące w ramach konsorcjum NANOBIOM badają też bardzo małe cząstki o wymiarach nanometrycznych (nanocząstki), które możemy wprowadzić do organizmu. Mają one się zebrać, akumulować w miejscach zmienionych przez chorobę. Ich zadaniem jest przede wszystkim umożliwić nam bardzo wczesną detekcję zmian patologicznych w organizmie - cząstki pobudzone promieniowanie laserowym mają świecić w charakterystyczny sposób.
Ale medycyna to nie wszystko. Nanostruktury pomogą w ochronie środowiska i wykrywaniu zagrożeń terrorystycznych. - Chcemy wykonywać takie sensory, gdzie do wspomnianej matrycy nanosłupków podłączymy prosty miernik na przykład zmiany oporności struktury. Jeśli na powierzchni zaabsorbowany będzie jakiś związek (gaz) wówczas materiał zmieni swoje właściwości elektryczne. Dzięki temu możemy bardzo prosto i z dużą czułością wykrywać coś, co jest w powietrzu, na przykład wykryć, że rozpylono jakąś szkodliwą substancję - tłumaczy fizyk.
Konsorcjum NANOBIOM powołane zostało do realizacji wspólnych programów badawczych w dziedzinie materiałów półprzewodnikowych oraz nanostruktur kwantowych nowej generacji. Działa w formie sieci jednostek naukowych, tworzy je siedem instytucji, w tym trzech głównych członków: Instytut Fizyki PAN (koordynator), Instytut Chemii Fizycznej PAN, Instytut Wysokich Ciśnień PAN oraz pozostali: Politechnika Wrocławska, Instytut Biologii Doświadczalnej PAN, Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego i Instytut Technologii Elektronowej.
(ew/pap)