如今,機器人正滲透進各個產業,改變人們的工作、生活。除了常見的有著龐大機械手臂的機器人外,肉眼不可見的奈米機器人也值得關注。
在奈米或分子級別下,可以被操控的機器人便是奈米機器人。奈米機器人微小到,需要顯微鏡放大以百萬倍,才能被肉眼看見。
奈米機器人的身軀雖小,卻有望給人類帶來顛覆性的變革,其目前主要應用於生物醫學領域,常作為探查人類身體內部情況的探測器,或是將藥物精準送至病變部位的運輸車。
如今,中科院便在奈米機器人上實現關鍵突破。
據新華社9月18日訊息,中科院上海微系統所陶虎團隊聯合上海交大夏小霞、錢志剛,利用蜘蛛絲研製出奈米機器人。據瞭解,這一技術能實現14nm的加工精度,做到了分子級別精度的真三維奈米功能器件直寫。
中科院與上海交大的這一成績,於我國奈米機器人的發展具有重要意義。其中,研究團隊開發出基因重組蜘蛛絲蛋白光刻膠這一點,十分具有開創性。
目前,製造奈米機器人的材料還在不斷探索中,業界還沒能找到一種能滿足各項要求的材料。當前,應用較多的磁性材料易受控制,但生物相容性差。
而中科院則給業界帶來了新的思路。
蜘蛛絲在硬度、強度與韌性都不俗,經過基因提取、培養後的蜘蛛絲蛋白更是具有不俗的力度、機械強度,能夠經受住電子束三維光刻的加工。並且,蜘蛛絲蛋白還有天然抗菌、可降解、高生物相容性等優點,不會對人體造成負擔。
同時,蜘蛛絲蛋白還成功將3D列印的加工精度,從百奈米級別升至14奈米。這已經逼近了天然絲蛋白分子尺寸的精度極值。
用蜘蛛絲蛋白來做奈米機器人,絕對是一個不錯的選擇。
研發團隊將奈米機器人做成了長著鬚子的小魚的形象。該奈米機器人能以人體中的葡萄糖作為生物燃料,而葡萄糖在人們的身體之中存在十分普遍,因此完全無需擔心奈米機器人燃料用盡的問題。
同時,科研團隊利用化學反應,結合基於百萬級數量電子的大規模模擬模擬,使奈米機器人能夠前往特定的方向,從而到達人體內異變之處。
這樣一來,中科院這個奈米機器人能夠承載藥物進入人體特定區域,而後釋放藥物殺死變異細胞、細菌或病毒。此後,該奈米機器人還將在人體內巡邏一段時間,之後自動降解。
中科院的這一成績,有望為我國在藥物遞送奈米機器人、智慧仿生感知、類器官晶片等領域的發展,起到積極的推進作用。未來,奈米機器人或將成為治療癌症的新方案。
到目前為止,陶虎團隊已經基本完成絲蛋白全套二維和三維微納加工體系的建立,研發團隊相關的研究成果也在《自然·通訊》上發表。
希望這一技術能儘快成熟,為更多人造福。