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納米機(jī)器人領(lǐng)域新突破,日本研發(fā)可由 DNA 控制變形的微型機(jī)器人
像變形蟲(chóng)一樣的納米機(jī)器人
日本研究團(tuán)隊(duì)近日在取得了一項(xiàng)偉大的突破,他們研發(fā)了一種由 DNA 控制移動(dòng)的微型機(jī)器人,能在特定的信號(hào)會(huì)發(fā)生形體變化,就像變形蟲(chóng)一樣。該項(xiàng)研究成果已發(fā)表在國(guó)際期刊『Science Robotics』上,研究論文標(biāo)題為『微米級(jí)分子機(jī)器人通過(guò)變形回應(yīng)信號(hào)分子』(Micrometer-sized molecular robot changes its shape in response to signal molecules)。
雖然納米機(jī)器人這項(xiàng)尖端技術(shù)還在實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段,但不少科學(xué)家們利用生物可降解材料構(gòu)建的納米機(jī)器人,能通過(guò)磁場(chǎng)或是其他能量(包括光能、熱能或電能)驅(qū)動(dòng),在人體體內(nèi)的微觀世界游走,可清除人體內(nèi)有害物質(zhì)、修復(fù)損壞基因、激活細(xì)胞能量以及維護(hù)人體健康。
但該機(jī)器人與其他納米機(jī)器人不同,它完全是由生物和化學(xué)成分組成,整個(gè)系統(tǒng)有 27 種成分,其主體結(jié)構(gòu)是磷脂雙分子層制成的囊泡,當(dāng)有紫外線(xiàn)照射時(shí),光敏 DNA 會(huì)裂成單鏈,附著在染色體微管上,微管的結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定,而核苷酸三磷酸腺苷(ATP)會(huì)提供能量使染色體微管滑動(dòng),「沖擊」磷脂雙分子層,使機(jī)器人的外膜突出,從而改變整個(gè)囊腔的形狀。

簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō),也就是在內(nèi)部的分子組件協(xié)同工作下,該機(jī)器人能通過(guò)類(lèi)似拉伸動(dòng)作改變囊泡的形狀,使其在流體環(huán)境中像細(xì)胞一樣運(yùn)動(dòng),而當(dāng)機(jī)器人被光照射時(shí),運(yùn)動(dòng)也會(huì)停止。此外,研究團(tuán)隊(duì)也還展示了相反的過(guò)程,即通過(guò)光照使其產(chǎn)生形體變化。

而這種獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)方式,可以使機(jī)器人在微生物領(lǐng)域中大顯身手,在肉眼看不見(jiàn)的微觀世界里,完成人們自己不可能完成的任務(wù),比如,配備微型電腦和傳感器來(lái)探索微生物分子環(huán)境,或是作為藥物的納米載體等。
更重要的是,該機(jī)器人還不到 1 微米,而這大小足以潛入細(xì)胞甚至是細(xì)胞核內(nèi),其研發(fā)者也表示,希望未來(lái)機(jī)器人可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)和診斷細(xì)胞內(nèi)部的問(wèn)題。
另外,研發(fā)人員還將機(jī)器人的組件集成到一個(gè)功能系統(tǒng)中,為構(gòu)建更具復(fù)雜性和功能性的可控運(yùn)動(dòng)分子機(jī)器人提供一個(gè)平臺(tái)。
但就像電腦病毒的傳播一樣,所有以上這些努力都無(wú)法阻止那些不懷好意的人有意釋放某種納米機(jī)器人作為害人武器,也許未來(lái)我們還需要一個(gè)納米技術(shù)的免疫系統(tǒng)與他們戰(zhàn)斗。(本文作者:左思思 @深圳灣)■
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