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2017-03-08

纳米机器人领域新突破,日本研发可由 DNA 控制变形的微型机器人

像变形虫一样的纳米机器人

日本研究团队近日在取得了一项伟大的突破,他们研发了一种由 DNA 控制移动的微型机器人,能在特定的信号会发生形体变化,就像变形虫一样。该项研究成果已发表在国际期刊『Science Robotics』上,研究论文标题为『微米级分子机器人通过变形回应信号分子』(Micrometer-sized molecular robot changes its shape in response to signal molecules)。

虽然纳米机器人这项尖端技术还在实验研发阶段,但不少科学家们利用生物可降解材料构建的纳米机器人,能通过磁场或是其他能量(包括光能、热能或电能)驱动,在人体体内的微观世界游走,可清除人体内有害物质、修复损坏基因、激活细胞能量以及维护人体健康。

但该机器人与其他纳米机器人不同,它完全是由生物和化学成分组成,整个系统有 27 种成分,其主体结构是磷脂双分子层制成的囊泡,当有紫外线照射时,光敏 DNA 会裂成单链,附着在染色体微管上,微管的结构十分稳定,而核苷酸三磷酸腺苷(ATP)会提供能量使染色体微管滑动,「冲击」磷脂双分子层,使机器人的外膜突出,从而改变整个囊腔的形状。

简单的来说,也就是在内部的分子组件协同工作下,该机器人能通过类似拉伸动作改变囊泡的形状,使其在流体环境中像细胞一样运动,而当机器人被光照射时,运动也会停止。此外,研究团队也还展示了相反的过程,即通过光照使其产生形体变化。

而这种独特的运动方式,可以使机器人在微生物领域中大显身手,在肉眼看不见的微观世界里,完成人们自己不可能完成的任务,比如,配备微型电脑和传感器来探索微生物分子环境,或是作为药物的纳米载体等。

更重要的是,该机器人还不到 1 微米,而这大小足以潜入细胞甚至是细胞核内,其研发者也表示,希望未来机器人可以进入细胞内发现和诊断细胞内部的问题。

另外,研发人员还将机器人的组件集成到一个功能系统中,为构建更具复杂性和功能性的可控运动分子机器人提供一个平台。

但就像电脑病毒的传播一样,所有以上这些努力都无法阻止那些不怀好意的人有意释放某种纳米机器人作为害人武器,也许未来我们还需要一个纳米技术的免疫系统与他们战斗。(本文作者:左思思 @深圳湾)■

以下为视频介绍:


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