比“蚁人”还小几百倍的纳米机器人,通过光线来指挥它们

发布时间:2017-11-11 作者:维新高掌柜

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文I 维新高掌柜

比“蚁人”还小几百倍的纳米机器人,通过光线来指挥它们

美国大片“蚁人”在中国上映不到三周斩获了近7亿的票房,蚁人英雄汉克的形象更是深入人心,瞬间变得和蚂蚁一样大小同时拥有超能力。可您知道了么?现实生活中有种比蚁人还要小几百倍的机器人,如果一定要与汉克比大小的话,那应该算是细菌机器人了。今天因思维新的小编就和你一起了解下科学家们正在研究的世界上最小的智能机器人------纳米机器人。每个纳米机器人的尺寸仅为几微米,比人类头发的直径小50倍。

比“蚁人”还小几百倍的纳米机器人,通过光线来指挥它们

您可能会问,这么小的智能机器人有什么用呢?其实在科幻小说中,微小的机器人一直是人类的一个梦想,因为微小的智能机器人可以从根本上改变我们的日常生活。着名的科幻电影“梦幻之旅”是一个很好的例子:一群科学家在人体内部推动他们的小型化纳米潜艇修复受损的大脑。在电影“终结者2”中,数十亿纳米机器人组装成惊人的变形身体:T-1000。

但是在现实世界中,制造和设计具有高级功能的复杂纳米机器人是相当具有挑战性的。诺贝尔化学奖2016授予三位科学家“分子机器的设计与合成”。他们在分子尺度上开发了一套机械组件,可以组装成更复杂的纳米机器,以操纵未来的单个分子,如DNA或蛋白质。用于生物医学应用的微小纳米级机器的发展已经是近年来科学研究的主要趋势。任何突破将有可能打开新的知识和治疗疾病和开发新药的大门。

比“蚁人”还小几百倍的纳米机器人,通过光线来指挥它们

由香港大学化学系唐金涛博士领导的研究小组已经开发出世界上第一个寻光合成纳米机器人。由于尺寸与血细胞相当,这些微小的机器人有可能被注入患者的身体,帮助外科医生删除肿瘤,使更有针对性的药物更精确的工程。这些发现在今年10月份在领先的科学杂志Nature Nanotechnology上发表。

纳米机器人设计的一个困难是使这些纳米结构感知和响应环境。由于每个纳米机器人的尺寸仅为几微米,比人类头发的直径小50倍,因此非常难将普通的电子传感器和电路挤压成纳米机器人。当前,远程控制纳米机器人的唯一方法是在纳米机器人内部并入微小的磁体并通过外部磁场引导运动。

比“蚁人”还小几百倍的纳米机器人,通过光线来指挥它们

唐博士团队开发的纳米机器人使用光作为推进力,是全球首个研究光导纳米机器人并展示其可行性和有效性的研究团队。他们从天然绿藻获得灵感,用于纳米机器人设计。在自然界中,一些绿藻已经发展成具有感测其周围的光的能力。即使只有单个细胞,这些绿藻可以感测光的强度并朝向光源游动以进行光合作用在光的控制下。唐金涛博士的团队花了三年时间成功开发纳米机器人,这种机器人可以响应照射在它上面的光像飞蛾扑火一样。同时还具有新的纳米结构,它们由两种常见且低价格的半导体材料组成:硅和氧化钛。

比“蚁人”还小几百倍的纳米机器人,通过光线来指挥它们

虽然目前的纳米机器人还不能用于疾病治疗,但是唐博士团队正在努力开发下一代纳米机器人系统。而光是微观世界和宏观世界之间交流的一个更有效的选择,科学家们设想将更复杂的指令通过光发送到纳米机器人,可以进一步发展纳米机器人的更多功能,让我们更接近日常生活应用。

本文为因思维新作者原创。未经授权,不得转载。


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