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科學(xué)家制成迄今最小納米螺旋槳
- 發(fā)布時(shí)間:2014-08-01 07:31:21 來源:科技日?qǐng)?bào) 責(zé)任編輯:羅伯特
科技日?qǐng)?bào)訊 如果您認(rèn)為世界上最精妙細(xì)微的部件是手表中細(xì)小的齒輪和組件的話,您就OUT了。日前,由以色列和德國科學(xué)家組成的研究小組宣布,他們成功制造出一個(gè)直徑只有70納米(一納米即十億分之一米,相當(dāng)于一根頭發(fā)直徑的5萬分之一)的螺旋槳形推進(jìn)器。這種納米螺旋槳的尺寸只有人類血液細(xì)胞的百分之一,能在水和模擬人體組織的凝膠中自由穿行。該技術(shù)未來有望用于藥物的精確投遞和某些特殊疾病的治療。相關(guān)論文發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會(huì)·納米》雜志上。
近年來,納米機(jī)器人的研究日漸升溫,而制造納米機(jī)器人的第一步就是要解決它們的動(dòng)力問題。物理學(xué)家組織網(wǎng)7月31日?qǐng)?bào)道稱,這個(gè)由以色列理工學(xué)院羅素·貝里納米科技研究所、德國馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所和德國斯圖加特大學(xué)物理化學(xué)研究所的科學(xué)家參與的研究項(xiàng)目,采用了螺旋槳式解決方案。整個(gè)螺旋槳由硅和鎳制成的細(xì)絲組成,直徑70納米,長400納米,在體外通過磁場驅(qū)動(dòng)。
德國馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所的皮爾·費(fèi)希爾說,如果將這個(gè)納米螺旋槳的直徑與一個(gè)人類血液細(xì)胞相比,前者只有后者的百分之一。這些螺旋槳是如此之小,以至于在進(jìn)入工作環(huán)境后會(huì)受到附近分子運(yùn)動(dòng)(布朗運(yùn)動(dòng))的影響。
在制造出這種納米螺旋槳后,該團(tuán)隊(duì)就已確定它們能夠在水中移動(dòng),因此是否能夠在活的有機(jī)體中自由移動(dòng)才是實(shí)驗(yàn)測試的關(guān)鍵所在。為了更加逼真地模擬有機(jī)體,他們采用了一種名為透明質(zhì)酸凝膠的物質(zhì)進(jìn)行測試。透明質(zhì)酸又名玻璃酸、玻尿酸,是一種酸性黏多糖。這種物質(zhì)在人體組織間、關(guān)節(jié)頭的滑液中和眼球內(nèi)的玻璃質(zhì)中廣泛存在,能起到黏合、潤滑和保護(hù)的作用。
由于透明質(zhì)酸凝膠中包含有網(wǎng)眼狀的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)有可能會(huì)擋住納米螺旋槳的去路;而這種納米螺旋槳也實(shí)在是太小,很容易受到周圍環(huán)境的影響。實(shí)驗(yàn)開始前,研究人員多少有些擔(dān)心。但結(jié)果完全打消了他們的顧慮:實(shí)驗(yàn)顯示,與納米螺旋槳尺寸大體相當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)網(wǎng)眼非但沒有對(duì)螺旋槳的前進(jìn)造成阻礙,還顯著提高了它們的推進(jìn)速度,讓整個(gè)過程非常順利。
費(fèi)希爾說,有望最先使用到這項(xiàng)技術(shù)的可能是藥物的精確投遞。例如,可以讓這種納米螺旋槳攜帶藥物或活性分子移動(dòng)到一個(gè)精確的位置,再將其釋放;或者用其進(jìn)行小劑量放射治療等。總之,這項(xiàng)技術(shù)為人們提供了無限廣闊的想象空間,還有更多的應(yīng)用待科學(xué)家們?nèi)ラ_發(fā)。(王小龍)
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