Een robot zo klein als deze kom je verder voorlopig niet tegen. Onderzoekers ontwierpen een merkwaardig kunstmatig wezentje dat slechts uit een enkele DNA-streng bestaat en zich voortbeweegt met minuscule stapjes van 6 nanometer groot – ongeveer een honderdmiljoenste kleiner dan die van een mens.
Het robotje kan op die manier microscopisch kleine vracht afleveren in het menselijk lichaam. Zijn makers hopen dat hij ooit gebruikt kan worden om bijvoorbeeld selectief medicijnen te bezorgen bij zieke cellen, of om te assisteren bij het samenstellen van moeilijk te maken moleculen.
Tegenwoordig sturen we robots al naar plekken die voor mensen niet bereikbaar zijn, zoals andere planeten of de diepe oceaanbodem. Op dezelfde manier kunnen moleculaire robots ‘op plekken komen die te klein voor mensen zijn, zoals onze bloedvaten’, zegt Lulu Qian van het California Institute of Technology in Pasadena. Hoewel de nieuwe mini-robot niet de eerste is die onze bloedvaten betreedt, is het wel de kleinste. Alle eerdere robots waren een stuk groter dan een DNA-streng.
‘Fossiele samenwerking is nodig voor een snelle energietransitie’
Universiteiten moeten hun samenwerking met de fossiele industrie niet stopzetten, vindt scheikundige Marc Koper. Dat vertraagt de energietransitie.
Walk like a DNA-streng
De robot bestaat uit een been met twee voeten waarmee hij loopt, en twee armen waarmee het zijn vracht vervoert. Om de robot te testen heeft Qian een plat oppervlak van 58 bij 58 nanometer gemaakt met kleine DNA-eilandjes waar het robotje overheen hopt.
Wanneer een van zijn voetjes landt, springt de ander weer op, zodat hij zich op willekeurige wijze over de eilandjes manoeuvreert, totdat hij in contact komt met zijn gewenste vracht. Met zijn armen pakt hij de vracht en huppelt voort totdat hij zijn eindpunt heeft bereikt. Welk object hij moet pakken en waar hij het vervolgens weer aflevert, is ‘geprogrammeerd’ in zijn chemische samenstelling. Dat zorgt ervoor dat hij zich enkel bindt aan specifieke stofjes. Het maakt dus niet uit dat zijn pad willekeurig is – het eindpunt is altijd bekend.
Uit het experiment bleek dat de robot op succesvolle wijze zes fluorescerende kleurstoffen – 3 gele en 3 roze – op kon pakken en vervolgens vervoerde naar een van de twee aangewezen locaties.
Niet de snelste
Hoewel het heen en weer gehuppel van de robot in eerste instantie indrukwekkend klinkt, is hij niet de snelste. De robot doet wel 5 minuten over één stapje. Dat betekent dat het hele oppervlak doorkruisen een hele dag duurt. Qian en haar collega’s geven aan dat dit sneller kan door een chemische motor of een speciaal enzym toe te voegen aan de robot. Een andere optie voor snellere resultaten is om simpelweg heel veel robotjes tegelijk te gebruiken. Het gezegde “veel handen maken licht werk” klopt namelijk ook op nanoschaal.
‘Dit is het ultieme voorbeeld van minuscule robotica die toch nog programmeerbaar en voorspelbaar is’, zegt Robert Cross van de Universiteit van Warwick in Engeland. En dat is een belangrijke vereiste voor ultra-precieze geneeskunde. Eenmaal in het bloed kunnen specifieke signalen en markers de DNA robots zodanig sturen dat ze bijvoorbeeld alleen een medicijn afleveren bij cellen die tekenen van ziekte vertonen. Op die manier kunnen de mini-robots behandelingen effectiever maken
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: