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科学家制成迄今最小纳米螺旋桨

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来源: 作者: 2019-05-17 02:17:49

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如果您认为世界上最精巧细微的部件是手表中细小的齿轮和组件的话,您就OUT了。日前,由以色列和德国科学家组成的研究小组宣布,他们成功制造出一个直径只有70纳米(一纳米即十亿分之一米,相当于一根头发直径的5万分之一)的螺旋桨形推进器。这类纳米螺旋桨的尺寸只有人类血液细胞的百分之一,能在水和摹拟人体组织的凝胶中自由穿行。该技术未来有望用于药物的精确投递和某些特殊疾病的治疗。相关论文发表在《美国化学学会·纳米》杂志上。

近年来,纳米机器人的研究日渐升温,而制造纳米机器人的第一步就是要解决它们的动力问题。物理学家组织7月31道称,这个由以色列理工学院罗素·贝里纳米科技研究所、德国马克斯·普朗克智能系统研究所和德国斯图加特大学物理化学研究所的科学家参与的研究项目,采用了螺旋桨式解决方案。整个螺旋桨由硅和镍制成的细丝组成,直径70纳米,长400纳米,在体外通过磁场驱动。

德国马克斯·普朗克智能系统研究所的皮尔·费希尔说,如果将这个纳米螺旋桨的直径与一个人类血液细胞相比,前者只有后者的百分之一。这些螺旋桨是如此之小,以至于在进入工作环境后会遭到附近份子运动(布朗运动)的影响。

在制造出这种纳米螺旋桨后,该团队就已确定它们能够在水中移动,因此是否能够在活的有机体中自由移动才是实验测试的关键所在。为了更加逼真地摹拟有机体,他们采用了一种名为透明质酸凝胶的物资进行测试。透明质酸又名玻璃酸、玻尿酸,是一种酸性黏多糖。这种物质在人体组织间、关节头的滑液中和眼球内的玻璃质中广泛存在,能起到黏合、润滑和保护的作用。

由于透明质酸凝胶中包含有眼状的蛋白质,这种蛋白质有可能会挡住纳米螺旋桨的去路;而这类纳米螺旋桨也实在是太小,很容易受到周围环境的影响。实验开始前,研究人员多少有些担心。但结果完全打消了他们的顾虑:实验显示,与纳米螺旋桨尺寸大体相当的蛋白质眼不但没有对螺旋桨的前进造成阻碍,还显著提高了它们的推进速度,让整个过程非常顺利。

费希尔说,有望最先使用到这项技术的可能是药物的精确投递。例如,可以让这类纳米螺旋桨携带药物或活性分子移动到一个精确的位置,再将其释放;或用其进行小剂量放射医治等。总之,这项技术为人们提供了无穷广阔的想象空间,还有更多的应用待科学家们去开发。

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