迷你分子机器人
欧洲足球赛事 注:汽车装配线上所使用的机械手臂大家应该都不陌生吧?想象一下,现在这个手臂只有分子大小,而且它也可以用来组装其他分子,是不是很厉害呢?分子机器人的潜在应用可是非常多的哦,让我们一起来看看吧!
曼彻斯特大学的科学家们创造了世界上第一个能够执行基本任务(包括建立其他分子)的“分子机器人”。
这种微型机器人的尺寸为百万分之一毫米,可以通过编程使用微小的机器人手臂进行移动并组装分子。
每一个机器人都能够操纵一个分子,并且仅由150个碳,氢,氧和氮原子组成。为了能够用肉眼观察到它们,将十亿个机器人堆积在一起,加起来仍然只有一粒盐大小。
这些机器人通过在特殊的溶液中进行化学反应来实现运作,然后由科学家进行控制和编程,以执行基本任务。
在未来,这种机器人可用于医疗目的和先进的制造工艺,甚至建立分子工厂和装配线。该研究于9月21日星期四在Nature上发布。
领导这项研究的化学学院教授David Leigh解释说:“所有物质都是由原子组成的,这些是形成分子的基本构件。我们的机器人实际上是由原子构成的分子机器人,就像您可以用乐高砖构建一个非常简单的机器人。机器人然后响应一系列由科学家通过化学输入进行编程的简单指令。”
“这与汽车装配线上使用机器人的方式相似。那些机器人拿起一个面板并定位,以便它可以以正确的方式铆接来建造一辆汽车车身。所以,就像工厂里的机器人一样,我们的分子版本可以用不同的方式来编程定位和铆接部件,以构建不同的产品,而且是在小得多的分子水平上。”
设计如此迷你的机器好处在于大大减少了对材料的需求,可以加速和改进药物研发,大幅降低电力需求,迅速提高其他产品的小型化。因此,分子机器人的潜在应用是非常多样和令人激动的。
Leigh教授说:“分子机器人代表了机械小型化的终极目标。我们的目标是设计和使最小的机器成为可能。这只是一个开始,但我们预计在10到20年内,分子机器人将开始被用在分子工厂的装配线上,构建分子和材料。”
虽然构建和操作这种小型机器非常复杂,但团队使用的技术仅基于简单的化学过程。
Leigh教授补充说:“机器人是使用化学方法组装和运行的。这就是原子和分子如何相互反应以及从较小分子构成更大分子的科学。”
“科学家们用简单的化学成分制造药物和塑料也是一样的过程。那么,一旦纳米机器人得以建成,它们就由科学家通过添加化学输入来运作,告诉机器人什么时候该怎么做,就像一个计算机程序一样。”
原文链接:Scientists create world's first 'molecular robot' capable of building molecules
文献链接:Stereodivergent synthesis with a programmable molecular machine
本文由材料人编辑部黄亚编译,点我加入材料人编辑部。
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