Nanoroboti v ochraně životního prostředí

Nanoroboti v ochraně životního prostředí

Když se řekne robot, většina z nás si představí plechového člověka s počítačem v hlavě. Nanoroboti jsou ale tak malí, že by se do nich žádné mikroprocesory nevešly. Jsou malí jako červené krvinky nebo dokonce virus. Přesto dokážou komunikovat, můžeme je naprogramovat a pohybují se, kam jim „řekneme“. Při navrhování nanorobotů se vědci inspirují u jedněch z nejmenších organismů, u bakterií. Nemají mozek, ale přesto spolu komunikují a dokážou si obstarat energii.

Nanoroboti mohou mít v budoucnosti velmi široké využití, například v medicíně. Rozměr nanorobota je 100 krát tenčí než lidský vlas. Díky tomu mohou nanoroboti proniknout na místa v lidském těle, kam se lékaři s běžnými nástroji nedostanou. Můžete je do těla dostat v tabletce, mohou se provrtat okem, vytváří se nanoroboti k čištění zubních kanálků apod. Existují i vojenské aplikace nanorobotů na analýzu potravin, aplikace na objevování přírodních zdrojů a tak dále. Tam všude by mohli nanoroboti pomáhat.

V Čechách se vývojem chemických nanorobotů zabývá například profesor Martin Pumera, ředitel Centra pro pokročilé funkční nanoroboty při Vysoké škole chemicko-technologické v Praze, který tvrdí, že nanoroboti jsou také budoucností ochrany životního prostředí. Nanoroboti mohou třeba vyčistit podzemní vodu od nebezpečných chemikálií. Kromě mikroskopické velikosti mají i schopnost samostatného aktivního pohybu v kapalině. Ten vyvíjí díky spalování konkrétní chemikálie-paliva, které je v tekutině obsažené. Takto se nanoroboti umějí pohybovat například v lidském těle či potu nebo třeba v podzemní vodě. Pokud budou mít na sobě katalyzátor, pak mohou nanoroboti rychle a efektivně vyčistit prostředí všude, kudy projdou. Cílené ošetření zasaženého prostředí pomocí nanorobotů tak může nahradit necitlivý plošný chemický zásah, ke kterému se dnes uchylujeme při ekologických katastrofách.

Nanoroboti jsou dynamické systémy, které svým chováním napodobují živé mikroorganismy – mají podobné vlastnosti. Na rozdíl od živých buněk do nich ovšem vědci mohou implementovat funkce, které potřebují, jako například schopnost rozkládat nebezpečné chemikálie, ve kterých by bakterie nepřežily. Cílem výzkumu nanorobotů není vytvořit umělý život, ale objekty, které fungují velmi podobně jako buňky.

Odborníci umějí nanorobota naprogramovat, aby se dostal tam, kde je potřeba, a dopravil na místo například nějaký lék, nebo naopak, aby tam zlikvidoval nebezpečné látky. Centrum pokročilých funkčních nanorobotů teď pracuje na tom, aby spolu jednotlivé robotické částice komunikovaly na principu jakéhosi hejna. Existují třeba nanoroboti, kteří dokážou v hejnech následovat sluneční paprsky.

V oblasti životního prostředí může být nanorobot jednak signalizátorem znečištění, na druhou stranu může do postiženého místa donést látky potřebné k likvidaci znečištění. K tomu samozřejmě nestačí jeden nanorobot, ale mluvíme tu o hejnech, která čítají i miliony nanorobotů.

Poslední objev Pumerova týmu, publikovaný v prestižním vědeckém časopise Nature Machine Intelligence, byli malí roboti velikosti červené krvinky, kteří brázdí vodu a aktivně vyzobávají hormony. Ty se na nich hromadí a začne se z nich vytvářet vlákno, z něhož splétají sítě. Když roboti pochytají, co mají, vyloví se jednoduše magnetem. Potom se zrecyklují, nahodí znovu a můžou se vydat do další úklidové mise.

Například v odpadní vodě se vyskytují hormony a látky jim podobné, kterých se v klasickém čištění vody nezbavíme. Jsou sice v malých koncentracích, ale pokud jsme jim vystaveni dlouhodobě, vedou u člověka k řadě zdravotních problémů.

Čisticí nanotechnologie by mohla vytrhnout trn z paty třeba v místech, kde je potřeba z odpadní vody udělat vodu pitnou. Největší výhodou potom je, že při čištění touto technologií nemusíme mít aktivní průtok – roboti se dokáží pohybovat sami, podle našeho přání. Nanorobota lze podle fantazie naprogramovat prakticky jakkoliv.

Přibližně dvě až pět procent objevů najde uplatnění za pět nebo deset let. „Například moje technologie, které vznikly před patnácti lety, využívá nyní americká armáda nebo nadnárodní společnost s příjmy 1,5 miliardy dolarů pro čištění vody v dolech vzdálených civilizací,“ shrnuje Martin Pumera a připomíná tím, jak důležité je dívat se i do vzdálenější budoucnosti.

Jana Krátká
Ekologické centrum Kralupy n/Vltavou

Foto: pixabay.com

Zdroje:

https://radiozurnal.rozhlas.cz/nanoroboti-jsou-budoucnosti-mediciny-i-ochrany-zivotniho-prostredi-tvrdi-7634292 
https://forbes.cz/investice-do-nanorobotu-se-vraci/
https://www.denik.cz/cesko-a-eu/mmr-eurofondy-praha-20211029.html