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微型納米機(jī)器人

 更新時間:2015-10-21  點擊量:3361

在科技大會上實驗室生命科學(xué)小組負(fù)責(zé)人安德魯·康拉德透露,正在設(shè)計一種納米磁性粒子,這種粒子可以進(jìn)入人體循環(huán)系統(tǒng),進(jìn)行癌癥和其他疾病的早期診斷與治療。

  這種納米磁性粒子就是大名鼎鼎的“納米機(jī)器人"。納米機(jī)器人的概念早是由諾貝爾物理學(xué)獎得主理查德·費曼1959年提出的。他認(rèn)為人類未來有可能建造一種分子大小的微型機(jī)器,可以把分子甚至單個原子作為建筑構(gòu)件,在非常細(xì)小的空間里構(gòu)建物質(zhì)。這意味著人類可以在底層空間制造任何東西。

  這不是科幻,而是人類未來的醫(yī)學(xué)革命。上面描述的這種機(jī)器人,可能不久之后就能應(yīng)用到實際臨床醫(yī)學(xué)中去,如今不少科學(xué)家已經(jīng)踏上實現(xiàn)這個夢想的征程。不論是能夠終結(jié)癌細(xì)胞的DNA機(jī)器人,還是能夠在體內(nèi)“巡邏"的“健康衛(wèi)士",都在納米尺度世界中完成現(xiàn)有科技條件下無法完成的任務(wù)。

理查德·費曼提出的概念,確切地說應(yīng)該屬于納米操作機(jī)器人,其本身體積可能超過了納米級別。但其所能操控的物體屬于納米尺度。實驗室研發(fā)的納米機(jī)器人,則是指自身體積在納米級別內(nèi)的機(jī)器人。肉眼根本看不見,但其作用卻十分重要,其可以診斷和治療疾病。

  當(dāng)今機(jī)器人已成為科學(xué)界的熱門話題,隨著20世紀(jì)90年代納米技術(shù)的興起,人們對微型機(jī)器人的研究便在*范圍內(nèi)開花,特別是對納米機(jī)器人在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用研究。21世紀(jì)是生命科學(xué)的時代,納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)結(jié)合而形成的納米生物學(xué)將是21世紀(jì)生命科學(xué)的重要組成部分,而納米機(jī)器人將是納米生物學(xué)中誘惑力的成就。

  納米機(jī)器人的研制屬于分子仿生學(xué)范疇,它根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理設(shè)計制造,并在納米空間控制、操作。它可以殺死癌細(xì)胞,疏通血栓,清除動脈內(nèi)的脂肪沉積,清潔傷口,粉碎結(jié)石等。以色列科學(xué)家目前研制了一種微型納米機(jī)器人,它可以在人體內(nèi)“巡邏",在鎖定病灶后自動釋放所攜帶的藥物。

  當(dāng)你感冒時,醫(yī)生不用給你打針吃藥,而是給你在血液里植入納米機(jī)器人,這種機(jī)器人在體內(nèi)探測感冒病毒的源頭,并到達(dá)病毒所在處,直接釋放藥物殺滅病毒。

  2010年5月美國哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家成功研制出一種由脫氧核糖核酸(DNA)分子構(gòu)成的納米蜘蛛機(jī)器人,它們能夠跟隨DNA的運行軌跡自由地行走、移動、轉(zhuǎn)向以及停止,并且它們能夠自由地在二維物體的表面行走。這種納米蜘蛛機(jī)器人只有4納米長,比人類頭發(fā)直徑的十萬分之一還要小。

  我國中科院沈陽自動化研究所成功研制了一臺納米微操作的機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī),可在納米尺度上切割細(xì)胞染色體。這種機(jī)器人在很多性能方面處于*水平。我國重慶某研究所研制的名為“OMOM膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)"的納米機(jī)器人醫(yī)生,它可以鉆進(jìn)人的肚子里,把人體內(nèi)的圖像傳到電腦屏幕上,這項技術(shù)。納米機(jī)器人醫(yī)生不但具有檢查方便、無創(chuàng)傷、無痛苦、無交叉感染、不影響患者的正常工作等特點,還可以改善人類的大腦功能,未來的人類將會成為“新人類"。

  納米機(jī)器人不只是治感冒,它還可以找到癌細(xì)胞,并殺死它,這項科研工作我國東南大學(xué)十多年前就開始研究了。但迄今為止,納米機(jī)器人技術(shù)依然停留在研發(fā)試驗階段,總是有一些技術(shù)障礙使其未能真正進(jìn)入臨床。主要是科研人員尚未給納米機(jī)器人找到成熟的“導(dǎo)航系統(tǒng)"。由于人體的靜脈、動脈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)十分復(fù)雜,而且納米機(jī)器人如果不需要停留在人體內(nèi)發(fā)揮作用時必須為它找到合適的出口。這些都需要科研人員進(jìn)一步研究解決。


  盡管如此,但未來的體內(nèi)醫(yī)生定會實現(xiàn)。微型納米機(jī)器人未來或?qū)⒊蔀橹伟┑闹髁?。我國學(xué)者周海中教授1990年發(fā)表文章預(yù)言,到21世紀(jì)中葉,納米機(jī)器人將改變?nèi)祟惖膭趧雍蜕罘绞健S貌涣硕嗑?,分子大小的納米機(jī)器人將*地進(jìn)入人類的日常生活。