纳米机器人,在人体内行走,在分子水平上影响人类健康和寿命

#头号周刊#纳米机器人为"分子纳米技术(简称MNT)"的研制范畴,是借助于扫描隧道显微镜在纳米尺度上应用生物学原理研制的(可编程)分子机器人,其外形仿照大肠杆菌,可对细胞信息传导与基因调控网络重新设计。1纳米等于10‑9米,大约等于10个氩原子并列成一条直线的长度,而分子的平均直径10-10米,纳米机器人也属于分子生物学(纳米生物学)研究范围。

目前,纳米机器人还处于试验阶段,大小在几毫米--几微米之间,可以肯定,未来的纳米机器人会带来一场医学革命 。

我们可以这样理解纳米机器人。生物体的每个细胞就是一个纳米技术的应用实例,细胞不仅进行着能量代谢,还按照DNA中储存的信息来组装和激活各种蛋白质和酶,纳米机器人的制作技术完全可以向生物细胞学习,以分子为研究对象,以操纵和改变分子结构为目标。

纳米机器人的应用设想。未来25年内,纳米技术科学家期望创造出真实的、可以工作的纳米机器人,实现纳米技术机器人在人体血液中来回巡航,自动寻找沉积于血管壁上的有害物质,然后清除掉它,血液中可能存在数以百万计的纳米机器人,这些纳米机器人有碳纳米管制造的微小"手指",可以精巧地处理各种分子。

纳米机器人可对基因进行置换、修复、插入等,治疗遗传疾病不再是一个幻想;可以完成对细胞染色体的切割操作;可以在DNA或分子水平上进行生化检测及病理、生理测试实验研究;可以在人体内替病人疏通血管。在科幻片《惊异大奇航》中,科学家把纳米机器人注射到体内,直接观看人体各个器官的组织和运行情况。

科学家认为,纳米机器人有着无限的潜力:在人体内行走,可以治疗动脉粥样硬化,帮助患者凝血、去除血块、清洁伤口、祛除寄生虫、治疗痛风和肾结石、抗癌、人工授精以及激活细胞能量等,达到保持健康和延年益寿的作用。

利用纳米机器人控制人体的某些生化特性,达到恢复或修复人体细胞和器官的功能,甚至可以改变人类的进化过程,一些困扰人类健康的心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都有可能得到根治。

纳米机器人在IC工业的装配微/纳米电子器件、复杂的纳米电路等领域有应用前景,未来的电脑和家用电器,可以做得非常小;利用纳米机器人可以将碳原子逐个组织起来,成为精美的金刚石;纳米机器人可用于水处理或者环境治理, 2010年,美国利用纳米机器人处理漏油事故,工作效率远超过传统方式。

纳米机器人的发展。率先提出纳米技术设想的是诺贝尔奖得主理论物理学家理查德-费曼。IBM的科学家1989年利用扫描式隧道显微镜操作35个氙原子在镍金属表面拼出I-B-M三个字母,开了纳米微操作先河。中国科学家研制成功的"纳米微操作机器人"可在一块硅基片上1×2微米的区域上清晰刻出"SIA"3个英文字母。

设想中的可编程分子机器人,可称为纳米机器人,它可在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的联系;在纳米尺度上获得细胞膜和细胞表面结构信息;可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗,可用作人体器官的修复、整容手术、从基因中除去有害DNA,或把正常的DNA安装在基因中;可直接从原子或分子装配成具有特定功能纳米尺度的分子装置;可以制造与人机对话的纳米计算机。

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页面更新:2024-05-01

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