Znajdź zawartość

Być może już wkrótce rozcieńczone gazy staną się substancją poślizgową stosowaną z wyboru w systemach mikroelektromechanicznych (MEMS, ang. microelectromechanical systems). W ten sposób udałoby się pokonać problemy związane z wykorzystaniem ruchomych elementów, np. turbin, wahadeł czy mechanizmów obracających się wokół trzpieni. Pewne rodzaje MEMS stosowano do tej pory w drukarkach atramentowych, jako przyspieszeniomierze uruchamiające otwarcie poduszek powietrznych w samochodzie oraz regulatory jasności w telewizorach i projektorach HD. Jeśli jednak w układzie występowały części ruchome, cienka warstwa smaru szybko się ścierała i całość przestawała działać zaledwie w ciągu paru minut. Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Pennsylvanii, którzy współpracowali z Michaelem Duggerem z Sandia National Laboratories w Albuquerque, zaproponowali ciekawe rozwiązanie. Gdy do miniaturowego urządzenia wprowadzi się argon z minimalną domieszką oparów alkoholu, MEMS może działać bez zarzutu do 100 tys. razy dłużej. Powierzchnie krzemowe łatwo do siebie przywierają z powodu działania zjawisk kapilarnych czy wiązań chemicznych. Aby temu zapobiec, inżynierowie stosują sprej z halogenosilanu, w którego skład wchodzi jeden atom halogenu (jodu, bromu, chloru lub fluoru). Jeśli tylko elementy MEMS się ze sobą zetkną, ochronna warstwa się ściera i znowu zaczynają one do siebie przylegać. Teoretycznie urządzenia takie mogłyby mieć ruchome części, gdyby były na stałe umieszczone w smarze. Ciekły lubrykant się do tego nie nadaje, ponieważ elementy są bardzo małe (wymiary mikrometrowe) i substancje oleiste stawiałyby zbyt duży opór. Seong Kim z Uniwersytetu Stanowego Pennsylvanii porównał to pływania w basenie wypełnionym miodem. Stwierdził za to, że do tego celu może się nadać gaz. By to zbadać, ekipa rozpyliła wokół urządzenia ze ślizgającymi się po sobie elementami opary pentan-1-olu (alkoholu pentylowego). Okazało się, że problem ścierania został całkowicie wyeliminowany. MEMS działał dłużej, a opór wydatnie się zmniejszył. Nie wiadomo, w jaki sposób gaz zapewnia poślizg. Podobnie jak substancje stałe, najprawdopodobniej przywiera on i tworzy na powierzchni krzemu warstwę o grubości zaledwie jednej cząsteczki. Cząsteczki ze znajdującego się wokół gazu zastępują te, które zostają wypchnięte ze swojego miejsca w wyniku tarcia. Czas potrzebny na taką zamianę miejsc to jedynie 100 nanosekund. Ruch ślizgowy wydłuża w jakiś sposób cząsteczki pentanolu, a dłuższe cząsteczki zwiększają z kolei poślizg.

Powiedzenie zmarznięty na kość zyskało nowe znaczenie, po tym jak naukowcy poinformowali o sukcesach pewnego podejścia do leczenia nowotworów kości. Polega na ich wymrożeniu, bez konieczności uciekania się do morfiny czy radioterapii. Krioablację stosowano do tej pory np. w przypadku guzów nerek i prostaty. Badacze z Mayo Clinic zauważyli jednak, że zabieg łagodzi ból u pacjentów z przerzutami do kości. U 80% uczestników niewielkiego studium nastąpiła poprawa i utrzymała się nawet do pół roku. Zwykle w takiej sytuacji ordynuje się radioterapię. Radiolog Matthew Callstrom podkreśla, że dzięki temu wzrosła jakość życia pacjentów. Wyniki badań swojego zespołu przedstawił na dorocznym spotkaniu Stowarzyszenia Radiologów Ameryki Północnej. Badania sfinansował producent sprzętu medycznego – firma Endocare Inc. Objęły one 34 chorych, w przypadku których nie sprawdziły się konwencjonalne metody usuwania bólu lub którzy się na nie nie zgodzili. Cierpieli na różne postaci nowotworu pierwotnego, w tym na nowotwór jajników, tarczycy, siatkówki, jelita grubego oraz czerniaka. Wszystkie dały przerzuty do kości. Pod kontrolą tomografu lekarze wprowadzili do guza cienki próbnik. Na jego końcu znajdowało się rozszerzenie. Następnie do rurki wpompowano argon, który pozwolił na wymrożenie nowotworu. Na początku eksperymentu w dziesięciostopniowej skali bólu pacjenci średnio oceniali swoje doznania na 7,2. Osiem tygodni później ból zelżał o połowę (3,6). W przypadku chorych, których kontrolowano do 24. tygodnia, wynik jeszcze się poprawił (1,7).