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科學家制成迄今最小納米螺旋槳
2014年09月05日 發布 分類:技術前沿 點擊量:2713
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      如果您認為世界上最精妙細微的部件是手表中細小的齒輪和組件的話,您就OUT了。日前,由以色列和德國科學家組成的研究小組宣布,他們成功制造出一個直徑只有70納米(一納米即十億分之一米,相當于一根頭發直徑的5萬分之一)的螺旋槳形推進器。這種納米螺旋槳的尺寸只有人類血液細胞的百分之一,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。相關論文發表在《美國化學學會·納米》雜志上。


    近年來,納米機器人的研究日漸升溫,而制造納米機器人的第一步就是要解決它們的動力問題。物理學家組織網7月31日報道稱,這個由以色列理工學院羅素·貝里納米科技研究所、德國馬克斯·普朗克智能系統研究所和德國斯圖加特大學物理化學研究所的科學家參與的研究項目,采用了螺旋槳式解決方案。整個螺旋槳由硅和鎳制成的細絲組成,直徑70納米,長400納米,在體外通過磁場驅動。


     德國馬克斯·普朗克智能系統研究所的皮爾·費希爾說,如果將這個納米螺旋槳的直徑與一個人類血液細胞相比,前者只有后者的百分之一。這些螺旋槳是如此之小,以至于在進入工作環境后會受到附近分子運動(布朗運動)的影響。


    在制造出這種納米螺旋槳后,該團隊就已確定它們能夠在水中移動,因此是否能夠在活的有機體中自由移動才是實驗測試的關鍵所在。為了更加逼真地模擬有機體,他們采用了一種名為透明質酸凝膠的物質進行測試。透明質酸又名玻璃酸、玻尿酸,是一種酸性黏多糖。這種物質在人體組織間、關節頭的滑液中和眼球內的玻璃質中廣泛存在,能起到黏合、潤滑和保護的作用。


    由于透明質酸凝膠中包含有網眼狀的蛋白質,這種蛋白質有可能會擋住納米螺旋槳的去路;而這種納米螺旋槳也實在是太小,很容易受到周圍環境的影響。實驗開始前,研究人員多少有些擔心。但結果完全打消了他們的顧慮:實驗顯示,與納米螺旋槳尺寸大體相當的蛋白質網眼非但沒有對螺旋槳的前進造成阻礙,還顯著提高了它們的推進速度,讓整個過程非常順利。


    費希爾說,有望最先使用到這項技術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到一個精確的位置,再將其釋放;或者用其進行小劑量放射治療等。總之,這項技術為人們提供了無限廣闊的想象空間,還有更多的應用待科學家們去開發。

來源:科技日報

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