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德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)研究人員開發(fā)出一種新的納米機(jī)器人電驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可使納米機(jī)器人在分子工廠像流水線一樣以足夠快的速度工作，比迄今為止使用的生化過程快10萬(wàn)倍。這項(xiàng)新的研究成果已作為封面文章刊登在19日《科學(xué)》雜志上。
目前各發(fā)達(dá)國(guó)家都在競(jìng)相為未來的納米工廠開發(fā)新技術(shù)，并期望有一天像流水線作業(yè)一樣，利用分子機(jī)器來分析生物樣品或生產(chǎn)藥物，但傳統(tǒng)方法需通過添加酶、DNA鏈或借助光的作用將模塊激活，借助這種生化開關(guān)讓納米機(jī)器人執(zhí)行某些任務(wù)，例如攝取和運(yùn)輸分子，快則需要數(shù)分鐘，慢則需要數(shù)小時(shí)。慕尼黑工大合成生物系統(tǒng)物理系主任弗里德里希·西麥爾教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，通過施加電場(chǎng)，首次成功實(shí)現(xiàn)電控納米機(jī)器人，新的驅(qū)動(dòng)技術(shù)比以前的方法快10萬(wàn)倍。西麥爾介紹，新驅(qū)動(dòng)技術(shù)的原理很簡(jiǎn)單：DNA分子帶有負(fù)電荷，通過施加電場(chǎng)，生物分子就可以移動(dòng)。
在這項(xiàng)富有創(chuàng)意的研究中，慕尼黑工大還與慕尼黑大學(xué)開展合作，后者用著色分子對(duì)納米機(jī)器人手臂尖端進(jìn)行了標(biāo)注，這樣通過熒光顯微鏡可以跟蹤其運(yùn)動(dòng)。研究人員利用計(jì)算機(jī)控制來改變電場(chǎng)方向，調(diào)整手臂的方向并設(shè)定運(yùn)動(dòng)過程。西麥爾表示，電子控制可使納米機(jī)器人以毫秒間隔進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，比以前的生化驅(qū)動(dòng)器快10萬(wàn)倍。
新的控制技術(shù)不僅適合來回移動(dòng)著色納米顆粒，微型機(jī)器人手臂還可以對(duì)分子施力，這種相互作用可用于諸如醫(yī)學(xué)診斷和藥物開發(fā)。西麥爾強(qiáng)調(diào)：“由于納米機(jī)器人體積小且價(jià)格低廉，數(shù)百萬(wàn)個(gè)納米機(jī)器人可同時(shí)工作，就像在流水線上一樣，逐步發(fā)現(xiàn)化學(xué)試劑中的特定物質(zhì)或合成復(fù)雜分子。”
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