站内搜索:

新闻动态

新闻动态

最in制造

世界首个分子机器人诞生

日期:2017-12-29 14:22:05    浏览:

曼彻据英国曼彻斯特大学官网20日报道,该校科学家研制出世界上首个“分子机器人”,其能接收化学指令并完成组装分子等基本任务,未来可用于研发药物、设计先进制造工艺以及搭建分子组装线和分子工厂。

斯特大学化学学院教授大卫·雷的课题组在《自然》杂志发表论文介绍,组成分子机器人的碳、氢、氧和氮等原子总共只有150个,大小只有百万分之一毫米,将几百亿个这种机器人堆起来,也只有一粒盐那么大。但如此微小的分子机器人,却拥有机器手臂,能够根据指令操控单个分子,用机器手臂搭建分子产品。

分子机器人,也称纳米机器人是人类征服自然的整个宏伟蓝图中最富有想像力和创造力的部分,而且运用于医学可以用来清除肌体深处的病毒、癌细胞等,它们具有不可限量的应用前景;而分子机器人的研发已成为当今科技的前沿热点。

制造分子机器人的最初构想要回溯到1950年。美国著名物理学家理查德·费曼第一次提出,未来可以制造微小机械让其能够实施各种各样的作业。尽管费曼并没有提出分子机器人的具体概念,但是从那以后,制造分子机器人就成为人类梦寐以求的向往。

不过科学技术的发展进程并非轻而易举,不管怎么说,科学家研究的对象——分子,尺寸只有1纳米,把这个尺度上的东西组装起来其难度可想而知,而且科学家组装起来的还必须是“把操作和作业作为目的,能自动运行”的机械。比如科学家就可能制造与病毒做斗争的分子机器人,这些病毒严重威胁着人类健康。科学家可以把这种分子机器人送入人体内,剔除构成病毒的分子,或摘除病毒或对其进行摧毁。也许和“人形”丝毫不沾边,但是分子机器人给人们实至名归的印象。

虽然建造这类分子机器人极其复杂,但雷的团队所用的技术都是基于简单的化学反应,科学原理全是原子和分子相互作用,以及小分子如何构建大分子等化学知识。雷解释道,所有的物质都是由分子构成,而分子的基本单位又是原子,与组成乐高机器人的过程极其相似,只是这次换成了原子,与药物和塑料制品等合成工艺相同。

而其接受的指令是在特定溶液中进行的化学反应,科学家通过操作和编程不同的化学反应,给分子机器人发出不同化学指令,机器人对这些指令做出反应并执行一些基本任务。“一旦合成分子机器人后,科学家就会通过化学反应给它们下达化学指令,就像计算机程序一样告诉它们在什么时间执行何种任务。”

与汽车组装线上的机器人组装汽车主体部件类似,分子机器人能够以不同方式安装和固定分子组件,打造出不同的分子产品。而且由于非常微小,这些分子机器人具有很多优势,能降低材料需求、加速药物研发、大幅减少能源消耗及推进产品微型化等,因此未来有望在诸多领域带来令人激动的应用。

作者:学科部 编辑:秘书处

下一条:【最in制造】人形机器人已掌握后空翻

关闭

山东省济南市经十路17923号 山东大学机械工程学院 邮政编码:250061

电话:86-531-88392239 管理员邮箱:mech@sdu.edu.cn