Baltymai prionai yra stabilūs ir labai sunkiai suardomi. Gal vertėtų panaudoti šias savybes ir sukurti stiprias, bet labai plonas vieleles, jungsiančias nanometrų dydžio elektronikos prietaisus, kurie bus sukurti artimiausioje ateityje? Susan Lindquist ir jos grupė iš Whitehead instituto Masachusetso valstijoje tą ir daro.

   Daugelis žmonių žino, kad prionai, tai neteisingai sulankstyti baltymai, kurie priverčia kitus baltymus keisti formą ir pradeda grandininę reakciją, sukeliančią mirtinus susirgimus: karvių kempinligę ir žmogų žeidžiančią atmainą - CJD. Linquist ir jos kolegos bandymams naudoja kitą, nepavojingą prionų rūšį, gautą panaudojus genetiškai modifikuotas mielių bakterijas. Mielių prionai turi tokias pat fizikines savybes, bet nesukelia šių susirgimų. Tai labai svarbu, nes jau atsirado aktyvistų, kurie jaudinasi dėl galimos nanotechnologijų grėsmės visuomenei.

   Pradžioje prionai atrodo kaip susirangę kirminai, neturį nei kokios nors apibrėžtos formos, nei struktūros. Tačiau greitai dalis jų ima "rikiuotis"ir susirenka į labai tvarkingą, tankiai "supakuotą" darinį arba "branduolį". Branduolys priverčia prisijungti ir kitus baltymus, todėl atsiranda apie 10 nm skersmens ir iki 100 mikronų ilgio skaidulos. Toks procesas užtrunka iki 50 val.

   Kiekvienoje prioninėje skaiduloje yra milijonai baltymų; jos yra labai stiprios. Skaidulas galima virinti ar veikti organiniais tirpikliais: jų savybės nepakinta. Grupė nutarė panaudoti šį tvirtumą ir paversti nanoskaidulas laidžiomis vielelėmis: buvo pridėta aukso nanodalelių, prikimbančių prie tam tikrų prioninės skaidulos vietų. Po to auksas ir sidabras buvo nusodinamas tol, kol šių metalų dalelės susilietė viena su kita ir susiformavo prioninį pagrindą turinti vos 100 nm skersmens metalo vielelė. Jos elektrinis laidumas prilygo aukso laidumui.

   Ateityje Linquist planuoja "prikabinti" baltyminį branduolį, inicijuojantį skaidulos susidarymą, prie nanograndyno elektrodų. Šitaip bus galima "užauginti" vieleles ten, kur jų reikia.

   Mikroskopiška pompa, varoma besisukančio šviesos pluoštelio, ko gero yra kaip tik tai, ko reikia, siekiant priversti tekėti skysčius mažytėmis chemijos laboratorijomis, pagamintomis silicio lustuose.

   Mokslininkai jau gerą dešimtmetį žinojo, kad paprasto lazerio pluošteliu galima suimti mažyčius, apie mikrono dydžio objektus ir išlaikyti juos tokioje "optinėje gaudyklėje". Objektą, pavyzdžiui, raudonąjį kraujo kūnelį, laiko pluoštelio elektrinis laukas, kuris yra stipriausias pluošto centre.

   Biologai tokias optines gaudykles dabar nuolat vartoja norėdami paimti ir atskirti nuo kitų tam tikras mišinio daleles. O prieš keletą metų jie dar pastebėjo, kad, kai lazerio energija oru juda ne išilgai pluošto ašies, o tam tikra spirale, objektas bus pagautas tuose pluošto sūkuriuose.

   Dabar Davidas Grieris ir Jennifer Curtis iš Čikagos universiteto sugalvojo, kaip priversti mažyčius rutuliukus keliauti ratais, o ne paprasčiausiai suktis vienoje vietoje. Tokį elgesį jiems pavyko išnaudoti kuriant lazerinę mikroskopišką pompą, kurioje nėra jokių mechaninių dalių.

   Jų prietaisą sudaro dvi mikrono skersmens polistireno rutuliukų eilutės, kurias skiria siauras 100 mikronų ilgio ir 50 mikronų pločio takelis. Lazerio pluoštelis imdavo suktis spirale po to, kai praeidavo filtrą, pagamintą iš lakšto skystojo kristalo, padalinto į 200 000 atskirai programuojamų vaizdo elementų.

   Kiekvieno vaizdo elemento kristalo orientacija buvo parenkama prijungiant elektrinį lauką; jis truputį pakeisdavo elementą pralekiančių fotonų fazę. Jeigu fotonų fazės šiek tiek skirsis nuo jo kaimynų, šviesa sklis kamščiatraukį primenančia trajektorija.

   "Plokščioji banga darosi panaši į spirališką daugiaaukščio garažo įvažiavimą", - sako Grieris. Kadangi dalį savo impulso fotonai perduoda rutuliukams, pastarieji ima suktis nedideliais ratais.

   Grieris ir Curtis taip pat sugebėjo taip pakeisti šviesos pluoštelius, kad jie tiksliai kontroliuotų kiekvieno rutuliuko greitį ir apskritiminę trajektoriją. Be to, valdydami lazerio pluoštelių sukimosi kryptį, jei galėjo priversti vienoje takelio pusėje esančius rutuliukus suktis prieš, o kitoje - pagal laikrodžio rodyklę. Toks judėjimas priverčia kanalu tekėti skystį. Tai mokslininkai ir pamatė mikroskopu stebėdami pompa tekančius dažus.

   Grieris ir Curtis taip pat pasigamino mikroskopišką jungiklį, kurį sudarė keturi 20 mikronų dydžio kvadratinės stiklo plokštelės kampuose įtaisyti rutuliukai. Priklausomai nuo to, kuris rutuliukas bus judinamas, jungiklis gali pumpuoti skystį bet kuriuo iš keturių į jo vidurį vedančių kanalų (į vidų ir atgal). Taip buvo gautas mazgas, galintis paskirstyti skysčio srautą 12 skirtingų būdų.

   Mažytė šviesos pompa ir jungiklis labai tiktų mažytėms laboratorijoms luste. Dabar jos kuriamos, nes siekiama palengvinti didelės spartos cheminę ir biocheminę analizę.

   Nanotechnologijoms skirtų konferencijų keistenybė yra ta, kad dažnai jose pasakojami dalykai, kurie nesusiję su nanometrų dydžio objektais. Sutariama ir nusprendžiama, kad, jei daiktas mažas, tai jau priklausys nanotechnologijų sričiai.

   Vasario pabaigoje San Franciske įvykusioje NanoTech konferencijoje buvo pasakojama būtent apie tokį objektą. Mokslinė grupė iš Vašingtono valstijos sukūrė 3 mm pločio "mikro-šiluminį variklį", kuris šilumą verčia elektra. Jo išradėjai tikisi, kad vieną gražią dieną tokie varikliai leis pradėti efektyviai naudoti šilumos nuostolius ir daugelyje buitinės elektronikos gaminių pakeis akumuliatorius.

   Iki šiol visi bandymai pagaminti mažyčius elektros generatorius baigdavosi angliavandeniliais varomų vidaus degimo variklių, sukančių dinamas, miniatiūrizavimu. Bet tokie varikliai dažnai lūždavo dėl trinties, o gal todėl, kad mikroskopiški paviršiai yra linkę sukibti vienas su kitu veikiami paviršiaus įtempimo ir tarpatominių jėgų. Bet Robertas Richardsas, Davidas Barras ir jų kolegos sugebėjo sukurti generatorių, kuriame nėra jokių problemas sukeliančių judančių dalių.

   Šiluminį variklį sudaro 60 mikronų pločio tvirta plastiko juostelė, susukta į 3 mm skersmens žiedą ir sudaranti žemą cilindrą. Cilindro viršus ir jo apačia uždaromi 4 mikronų storio silicio membranomis, o vidus užpildomas inertiniu skysčiu, vadinamu Fluorinert. Ant membranos yra pjezoelektrinės medžiagos, vadinamos PZT, sluoksnis, įspraustas tarp platinos ir aukso elektrodų.

   Norint variklį "užvesti" pakanka sušildyti jo apačią: todėl skystis pradės plėstis net jei skirtumas tarp cilindro apačios ir viršaus temperatūrų bus tik 10 laipsnių. Slėgos cilindre pakyla ir PZT membrana išlinksta į išorę, sukurdama PZT kristalo deformacijai proporcingą elektros įtampą.

   Prototipinis variklis generuoja kelių mikrovatų galią, bet tiktai tuo momentu, kai membrana lankstosi. Norint padaryti naudojimui tinkantį elektros šaltinį, prietaisą reikės nuolat kaitinti ir aušinti. Mokslininkai dabar bando pagaminti šiluminį perjungiklį, kuris galėtų sudaryti ir nutraukti kontaktą su šilumos šaltiniu ir sudaryti sąlygas varikliui nuolat generuoti kintamą elektros srovę.