Un respirocyte este un proiect de inginerie pentru o mașină care nu poate fi construită cu tehnologia actuală: o globule roșii artificiale cu un diametru de micron. Dacă progresul în nanotehnologie continuă la fel de rapid ca în primul deceniu al secolului 21, am putea vedea respirocite folosite în medicină sau chiar recreațional până în 2020 sau 2030.
Cel mai interesant lucru despre un respirocit este presiunea sa internă: aproximativ 1000 de atmosfere. Respirocitul ar fi sferic, forma optimă pentru vasele de înaltă presiune și făcut din diamant pur sau safir, materiale de inginerie ideale pentru nanosisteme durabile. Presiunea ridicată este permisă de rezistența acestor materiale.
La 1000 de atmosfere de presiune, respirocitele ar putea reține de 200 de ori mai mult oxigen și dioxid de carbon decât globulele noastre roșii naturale. Acest lucru ar putea permite unei persoane să-și țină respirația în fundul unei piscine timp de patru ore sau să lase pe cineva să sprinteze cu viteză maximă timp de cel puțin 15 minute fără să se oprească să respire. Asemenea fapte sunt imposibile astăzi.
Alimentat de glucoza din sânge, un respirocit are un design remarcabil de simplu. Tot ceea ce este necesar pentru realizarea sa eventuală este avansarea continuă a miniaturizării în producție, o tendință care s-a menținut stabil de zeci de ani și se apropie la scara atomică. Ceea ce este necesar este fabricarea la scară nanometrică 3D, o capacitate prefigurată de utilizarea microscoapelor de scanare cu tunel pentru a manipula atomii individuali pe o suprafață.
Respirocitul constă din trei componente majore de proiectare: rotoare pentru a prelua oxigenul din plămâni și a-l elibera în fluxul sanguin; rotoare pentru a colecta dioxid de carbon din fluxul sanguin și a-l elibera în plămâni; și rotoare pentru a prelua glucoză din fluxul sanguin pentru a genera energie într-un proces similar cu respirația celulară. Studiile preliminare au descoperit că suprafețele diamantoide extrem de netede ar fi practic invizibile pentru celulele albe din sânge, ceea ce face ca dispozitivele să fie biocompatibile.
Respirocitele au fost proiectate și analizate în detaliu de Robert Freitas, cercetător în nanotehnologie la Institutul pentru Fabricarea Moleculară. Lucrarea care descrie conceptul este intitulată „A Mechanical Artificial Red Cell:
Design explorator în nanotehnologia medicală.” Aplicațiile nanomedicale, cum ar fi cele preconizate de Freitas, ar putea deveni obișnuite în viitorul pe termen mediu și lung al multora dintre cei care trăiesc astăzi.