Исследователи из Университета штата Канзас разработали инновационную золотую нить, позволяющую действовать на клеточном уровне. В процессе создания нанонити участвует... обычная швейная машинка. Об удивительной технологии рассказали 19 октября на сайте Университета.
В нейрохирургии часто требуется воздействие на клеточном уровне, а подавляющее большинство применяемых материалов и инструментов слишком велики для этого. Уникальность новой золотой нити-проволоки в ее диаметре – менее 100 нанометров. Это в тысячу раз тоньше человеческого волоса, и в 70-200 раз меньше отдельной клетки (диаметр клетки кожи – 10-20 мкм, а красных кровяных телец – 7 мкм). Толщина проволоки позволяет стимулировать клеточную мембрану и изучать клетку изнутри, не повреждая её. Проволоку выращивают с помощью электрохимического процесса, т.е. не удлиняя уже существующий кусок металла (как делают с обычной проволокой), а притягивая его частицы из раствора.
Из близких нам процессов больше всего это напоминает формирование снежинки из водяной взвеси в воздухе или кристалла соли, которые дети выращивают из пересыщенного раствора в школе. Однако конденсация золотых частиц из раствора происходит на тончайшем остром электроде и рост происходит в длину, так что в результате образуется именно проволока, а не кристалл. Для заострения электрода используется весьма неожиданный в лабораторных условиях аппарат – швейная машинка. Этот процесс, происходящий на микроскопическом уровне, также объясняется с помощью аналогии из обычной жизни – он напоминает затачивание карандаша в точилке, только вместо точилки используется раствор соли и швейная машинка. Швейная машинка создает колебания, заставляя кончик электрода подниматься и опускаться в растворе хлорида калия. Пропускаемый через жидкую среду заряд растворяет кончик микроэлектрода.
Таким образом, кончик электрода всегда остается самым тонким его участком, и при оседании частиц золота из раствора проволока именно удлиняется, а не растет во все стороны. После этого проволоку снимают с электрода, и она готова к использованию. При том, что подержанную швейную машинку, способную создавать нужную вибрацию, можно купить очень дешево, данная технология – отличный пример сочетания передовых научных разработок с разумной экономией, а также пример удачного неожиданного использования уже давно привычных механизмов. Нанопроволоке уже обещают большое будущее в нейрохирургии и других областях медицины.