小身材 大作為
- 發(fā)布時間:2015-02-16 01:30:58 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
本報記者 劉 霞 綜合外電
美國有線電視網(CNN)在近期報道中指出,小小的納米機器人或許將成為人體的健康衛(wèi)士,在人體內四處巡視,一旦發(fā)現問題,立馬解決。
1966年出品的經典科幻電影《神奇的旅程》(Fantastic Voyage)是第一部利用微縮科技拍攝人體內部的科幻片,故事描述一名蘇聯科學家逃到美國,因為他的腦血管遭到間諜破壞而命在旦夕,5名美國醫(yī)生被縮小成幾百萬分之一置于水中,注射進科學家體內進行血管手術,完成任務后經眼睛逃出。
這一場景似乎有點像天方夜譚,但現實總有辦法追上我們的想象,而且,方興未艾的納米技術擁有無限的可能?,F在,瑞士聯邦理工學院的工程師們研制出了一些微型納米機器人,它們非常嬌小,一個茶匙就能裝下數十億個。工程師們打算將這些納米機器人注射入人體內精微的區(qū)域——大腦和心臟內,遞送藥物;檢查身體;甚至進行手術。這似乎再現了《神奇的旅程》中的場景:一隊外科醫(yī)生在人體內工作,只不過,真人換成了納米機器人。
瑞士聯邦理工學院的化學工程師布拉德·尼爾森和他的研究團隊已經經營納米機器人數十年時間,現在,他們躊躇滿志:“我們正在制造由外部磁場引導的微型機器人,用于人體內的健康管理。”
或將成為癌癥克星
納米技術的靈感,來自于已故物理學家理查德·費曼于1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。費曼認為,物理學的規(guī)律不排除逐個原子地制造物品的可能性,人類可以用小的機器制作更小的機器,最后將變成根據人類意愿,逐個地排列原子,制造產品,這是關于納米技術最早的夢想。
費曼說:“當你將這種力學外科醫(yī)生放入血管內,它會進入心臟并四處‘巡視’、檢查,如果它發(fā)現心臟的瓣膜出現了問題,它會拿起一把小刀,將其切除。”
尼爾森的納米機器人目前可能沒有這把小刀,但其制造出的納米機器人無疑也有其獨特之處:其外形從普通的大腸桿菌那兒獲得靈感,大腸桿菌被一條名為鞭毛的旋轉“尾巴”所推動。尼爾森解釋道:“大腸桿菌擁有旋轉馬達,現在我們還無法制造出馬達,我們還沒有這種技術,但我們可以使用磁力來移動這些納米機器人?!?/p>
科學家們已經在實驗室,在眼部極端精細的環(huán)境下對這些納米機器人進行了測試,實驗表明,這些機器人能夠游過(眼睛的)玻璃狀液——填充眼球的凝膠,并將藥物遞送到視網膜區(qū)域來治療老年黃斑變性,這是老年人致盲的主要原因之一。
尼爾森表示,在眼睛內進行的測試表明,除了治療眼病以外,這種納米機器人也能在其他領域大展拳腳,比如治療心臟病。在這種情況下,納米機器人會被一個直徑約為2至3毫米的導管引到需要被治療的區(qū)域。
當然,也可使用這一技術將納米機器人送到大腦和其他目標區(qū)域,包括更小的腸道以及尿道等。要想對這些地方進行治療,需要極高的精確度。因此,納米技術被認為是我們未來對抗癌癥的最好武器。
為了保持其處于無菌狀態(tài),研究人員在“絕對無塵”的環(huán)境下制造出了這些納米機器人。他們將于今年年內對這一技術進行臨床測試。
在醫(yī)療領域之外“大顯身手”
尼爾森說:“納米技術專家也在研究其在其他領域的運用,比如用于水處理或環(huán)境清掃等。我們或許能操作數百億、數千億個這樣的設備并讓其游過受到污染的水、并將污物收集起來?!?/p>
這或許也能用于探測漏油,尼爾森說:“最近有其他科學家發(fā)表報告指出,他們已經證明這些納米機器人能依附到油滴上并將其移到別處?!?/p>
不過,對于納米技術最大膽且最天馬行空的預測來自于麻省理工學院(MIT)媒體實驗室的創(chuàng)辦人兼執(zhí)行總監(jiān)、《連線》雜志專欄作家尼古拉斯·尼葛洛龐帝,他相信,未來,我們將直接從納米機器人那兒接收信息和知識,這些納米機器人將從我們的血管“游到”我們的大腦。