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美制造出比鹽粒小500倍納米發動機

知識百科鹽粒

迄今最快最小納米發動機 。
 
美國德克薩斯大學奧斯汀分?？瓶死谞柟こ虒W院科學家造出了迄今世界上最小、最快，而且運轉時間最長的微型發動機 。該發動機比一粒鹽要小500倍，能把電能轉化為機械運動 ， 達到每分鐘18000轉，相當于噴氣式飛機上發動機的轉速，而且能連續旋轉15小時 。相比之下，其他納米發動機每分鐘只有14到500轉，只能轉幾秒到幾分鐘 。相關論文發表在4月份出版的《自然·通訊》雜志上 。

美制造出比鹽粒小500倍納米發動機

文章插圖
【美制造出比鹽粒小500倍納米發動機】該校機械工程副教授冬蕾·艾瑪·范領導的研究小組成功設計、組裝了這種高性能納米發動機，并在非生物系統中進行了測試 。納米發動機由三部分組成，能迅速混合、泵出生化藥劑，并能在液體中運動，這些特征在未來應用中非常重要 。這種納米發動機是開發微型機器的重要一步 ， 微型機器能注入人體內，控制胰島素以治療糖尿?。?瞄準或攻擊癌細胞而不傷害其他正常細胞 。
雖然微型機器尚未發明出來，但擁有大驅動功率的、超高速納米發動機已經制造成功 。物理學家組織網5月21日(北京時間)報道稱 ， 研究人員克服了納米發動機研究領域的兩大障礙：組裝與控制 。利用了范在約翰·霍普金斯大學做研究時發明的技術 ， 依靠AC和DC電場來一個個地組裝發動機上的零件 。在實驗中，研究人員能用該技術來開關納米發動機，控制其順時針或逆時針旋轉；還能將多個發動機按一定模式排列組合，讓它們同步運動 ， 更強更靈活 。該技術目前正在申請專利 。
納米發動機從各角度來量都不超過1微米，很適合在人體細胞內工作 。為了測試其藥物釋放能力，研究人員在它表面涂了一層生化藥物納米粒子，然后開始旋轉 。結果發現發動機轉得越快，藥物釋放得越快 。“我們能通過轉速來制定和控制分子釋放速度，這也意味著我們的納米發動機是第一款能控制藥物釋放的機器 。”范說，“我們認為，這有助于促進藥物遞送、細胞間通訊的研究 。”
研究人員認為，在不久的將來，他們的納米發動機就能帶來一種控制生化藥物在活細胞中釋放的新方法 。目前 ， 他們計劃用活細胞來測試該納米發動機，檢驗它們以可控方式遞送藥物的能力 。此外，納米發動機有望進入納米電子機械系統(NEMS)領域，將機械控制與化學傳感整合在一起，開發能效更高、物美價廉的微機設備 。
愛因斯坦曾預言：“未來科學的發展無非是繼續向宏觀世界和微觀世界進軍 。”在向宇宙邁進時，人類也將足跡深入到物質內部，在納米尺度上用各種微粒構建了一個微觀世界 。在醫學領域，基因組測序等基礎工作讓我們對生命和疾病有了細胞尺度上的認識，也為納米技術為健康服務提供了機會，這正是本項研究的方向 。這臺發動機如果能夠走向應用 ， 將是納米和醫療領域，甚至是整個工業跨時代的進步，其用處也遠不止當藥物載體那么簡單 。