Liliputi erőgép a sejtben

A szegedi kutatók mikroszkopikus méretű propellerjeit, fogaskerekeitmeglehetősen rendhagyó „üzemanyag” hajtja: a fény.Még nincs egy hónapja, hogy a tekintélyes amerikai folyóiratban, az Applied Physics Lettersben megjelent az MTA Szegedi Biológiai Központja két kutatójának, Ormos Pál akadémikusnak és munkatársának, a fiatal Galajda Péternek a közös közleménye egy nagyon érdekes, ám igen egyszerűnek tűnő kutatási eredményről. Nem először fordul elő ez a kiváló, világszerte figyelmet keltő publikációiról ismert biofizikai intézet történetében, ám ami a tudományos cikk utóéletét illeti, az a kutatók számára is meglepő és rendkívüli. A megjelenés napjától, január 8-tól szinte szünet nélkül jelentkeznek náluk e-mailen, telefonon, faxon a külföldi szakemberek és újságírók. Nemcsak a tudománnyal foglalkozó sajtó érdeklődését keltette föl a magyar közlemény: eddig kilenc napilap és folyóirat, köztük a Science, a Times, a Business Week és a Welt am Sonntag is ismertette – és méltatta – a szegediek ötletét.Hogy a hazai közvélemény előtt se maradjon ismeretlen az újdonság, megkértük Ormos Pált, magyarázza el a laikusok lelkesedését is kiváltó kutatás lényegét. A történet mintha nem is munkáról, hanem a homo ludensről, a kíváncsiságtól hajtott ember jókedvű játszadozásáról szólna.Az intézetben, miközben a kutatók a lézercsipesszel kezdtek kísérletezni, mellesleg észrevették, hogy lézerfény hatására bizonyos apró testek pörögni kezdenek. A kutatók agyába befészkelte magát a gondolat, vajon miként lehetne megérteni és hasznosítani ezt a jelenséget. Hogy a pörgő mozgást jobban tanulmányozhassák, elhatározták: a szélmalom mintájára működő miniatűr propellereket készítenek, amelyeket szél helyett fény hajt. Fény hatására szilárduló anyagot, műgyantát helyeztek mikroszkóp alá, amelyet lézerrel megvilágítva tetszőleges alakúra formáltak. Ily módon a hajszál méreténél százszor kisebb szerkezeteket tudtak kialakítani. A propeller mellett apró, szemmel szintén nem látható fogaskerekeket is „gyártottak”, amelyekkel már összetett erőgépeket szerkeszthettek.Mi az elméleti alapja mindennek? A fizikus elmondta: a fotonokból álló fénynek impulzusa, ereje van, ezért ha nekiütközik valaminek, azt megmozdítja. Így hozza forgásba a mikroszkopikus méretű propellert, amely bármilyen összetett mechanikai rendszert működtethet azáltal, hogy alkatrészei átadják egymásnak az energiát. Az effajta munkagép összeszereléséhez persze nincs szükség holmi hegesztésre, forrasztásra, csavarozásra: a lézerfény ugyanis nemcsak forgatja a fogaskerekeket, hanem ha szükséges, a helyükön is tartja őket.Arról mindannyiunknak van fogalma, hogyan működik egy jókora, zajos aszfaltfúró gép, egy robusztus markoló-, rakodó-, betonkeverő gép, a szivattyú vagy a pumpa. De képzeljük el magunkat Gulliverként a liliputiak országában, amelyet mondjuk a sejtfal határol. E mögött szorgos munka folyik: egy icipici gép éppen átrendezi az élő sejt belsejét, összekeveri az alkotóelemeket, egy másik belefúr a sejtfalba, a harmadik kiszippant onnan valamit, vagy éppen bepumpál egy új genetikai anyagot. Ezek a munkagépek azonban nem csak a biokémiai kísérletek során tesznek majd fölbecsülhetetlen értékű szolgálatot a kutatóknak. A nanotechnológiának hasznát veszik a fizikusok, a vegyészek is, hiszen a mikroszkopikus méretű eljárásokban csak ilyen kicsiny gépeket tudnak alkalmazni.Milyen távlatokat nyit meg a tudományban, az alkalmazás területén ez a fény által hajtott, liliputi propeller? Az igen kis méretű eszközökre épülő ipari területet, a nanotechnológiát általában a technológiai fejlődés egyik fő irányvonalának tartják. A szegedi kutatók úgy gondolják, hogy az általuk kifejlesztett, mikroszkopikus gépek előállítására és hajtására alkalmas optikai eljárás új lehetőségeket ígér a nanotechnológia számos területén. E remények megalapozottságát igazolni látszik az a kivételes nemzetközi sajtóvisszhang, amely a néhány hete megjelent tudományos közleményt kíséri.