turchin (turchin) wrote,
turchin
turchin

Categories:

Схема наноробота

Схема наноробота.
некие предварительные соображения

Есть два возможных подхода к созданию наноробота. 1- создание простейшей нанотехнологической управляемой единицы, способной к саморепликации.
2 создание автономного управляемого наноробота, также способного к реликации.
Основное отличие автономного робота в том, что он должен: а) сам вырабатывать себе энергию и хранить ее б) сам находить нужные вещества в природе г) иметь мощный компьютер на борту д) иметь систему ориентации и органов чувств е) иметь эффективную систему коммуникации с другими нанороботами.

Естественно, привлекательно выглядит идея сделать в начале простейшего наноробота, без этих сложных элементов. Такое простейшее самокопирующее нанотехнологическое устройство по сути своей будет микроскопической печатающей головкой. Она будет получать электроэнергию и управляющие сигналы извне. Также она будет использовать в качетве элементов для конструкции заранее приготовленные материалы нескольких типов, которые будут заливаться в ее баки. Органы чувств так же можно аутсорсить, например, наблюдая за работой нанопечтающей головки извне с помощью некого микроскопа, и затем корректируя ее поведение управляющими сигналами.
В качестве конструктивных материалов для наноголовки будут выступать несколько типов довольно крупных органических молекул, которые будут выполнять функции проводника, p и n полупрводников, изоляторов, конструктивных элементов и еще несколько типов для подвижных частей.
В некотором смысле речь идёт о создании нанотехнологического аналога принтера Rep Rap, но здесь главное в том что в отличие от RepRap , который печатает все элементы, кроме головки, здесь наноголовка печатает только сама себя, тогда как внешние конструктивные элементы подводятся к ней «вручную».
Итак, нанопечтающая головка должна состоять из небольшого компьюетра, получающего и расшифровывающего управляющие сигналы, из тюбиков с несколькими основными элементами и из управляемого манипулятора,который может взять элемент из одного из тюбиков и затем положить в точное место в матрице скажем, 100на100. В качестве такого манипулятора может выступать толстая наноторубка, тупо сканирующая всю эту матрица, внутрь этой трубки по-одной подаются органические молекулы из тюбиков. Управление подачей молекул и продвижением их по нанотрубке можно управлять с помощью электрических полей, который управляют вентилями на выходе тюбиков , а также проталкивают молекулы по трубке и затем осуществляют их приклеивание к подложке. Кроме того, по силе тока через нанотрубку можно понять, что именно происходит на подложке и устранять ошибки – то есть она выступает еще и как зонд сканирующего микроскопа. Нанотрубка эта не обязательно состоит из углерода, а может быть тоже сложена из этих молекул.

В сумме все устройство имеет размер 1000х100х100 молекул, которые будут, вероятно, или размером с аминокислоту, или небольшой белок. Допустим, для простоты, что эти составные элементы будут состоять в среднем из 100 атомов. Всё устройство будт иметь в своём составе около миллиарда атомов. Размер ячейки будет около 1 нанометра.
То есть длина устройства составит около одного микрона.

Вероятно, нужна схема коррекции ошибок, чтобы «хобот мог отодрать неправильно вставшую молекулу и выбросить ее.

Преимуществом данного устройства по сравнению с классической схемой Дрекслера является отсутствие шестерёнок. Управление «хоботом» осуществляется с помощью приложения электрических полей, возможно, к белкам, которые растягиваются под действием электрического поля. Компьютер является обычным электрическим

Исходные белки элементы можно нарабатывать с помощью специально генетически модифицированных бактерий.

Данной устройство обладает потенциалом для дальнейшей миниатюризации, так как в него можно встраивать белки , способные манипулировать отдельными атомами, либо встривать в него (как наконечник хобота) остриё сканирующего мироскопа для манипулирования отдельными атомами.

Самый первый нанопринер такого типа можно собрать с помощью сканирующего микроскопа или напечатать его элемента с помощью электронной литографии.

Основная проблема такого устройства в том, что остриё хобота будет иметь большие размеры, чем манипулируемые элементы, что затрудняет точное позиционирование. Альтернативой здесь может служить использование заранее изготовленных нанотрубок или других материалов для кончика хобота.
Tags: нанотех
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment