科技 | 悉尼大學科學家開發(fā)出可定制和編程納米機器人

　　澳大利亞悉尼大學納米研究所Minh Luu博士和Shelley Wickham博士團隊成功開發(fā)出定制設(shè)計且可編程的納米機器人，可用于部署有針對性的抗癌藥物、制造對環(huán)境作出反應的未來材料，并用于創(chuàng)造節(jié)能信號處理。

　　這一創(chuàng)新成果具有廣泛的應用潛力，涵蓋靶向藥物遞送、響應性材料以及節(jié)能光信號處理等多個領(lǐng)域。相關(guān)成果已于當?shù)貢r間11月27日刊登在《科學?機器人》上。

　　據(jù)介紹，他們使用了一種被稱作“DNA 折紙”的技術(shù)，利用DNA 的自然折疊能力來構(gòu)建出全新且實用的生物結(jié)構(gòu)。

　　作為概念驗證，研究人員制作了50多種納米級別的物體模型，包括“納米恐龍”、“跳舞機器人”和 150nm 寬的澳大利亞微縮地圖，相當于人類頭發(fā)絲的千分之一。

　　▲ Shelley Wickham 博士(左)和 Minh Luu 博士

　　該研究重點是創(chuàng)建模塊化的DNA折紙“體素”(類似于三維空間中的像素)，以組裝成更為復雜的三維結(jié)構(gòu)(像素是二維的，體素是三維的)。

　　這些可編程納米結(jié)構(gòu)可根據(jù)特定功能需求進行定制，從而迅速生成各種形態(tài)的原型配置。這種靈活性對于開發(fā)能完成合成生物學、納米醫(yī)學及材料科學研究任務(wù)的納米級機器人系統(tǒng)尤為重要。

　　Wickham博士表示：“結(jié)果有點像使用Meccano(兒童工程玩具)或構(gòu)建鏈狀貓窩。但我們用的并非宏觀上的金屬或繩子，而是納米級的生物學結(jié)構(gòu)，以此構(gòu)建具有巨大潛力的納米機器人。”

　　Luu 博士表示：“我們創(chuàng)造了一類具有可調(diào)節(jié)性能的新型納米材料，可應用于各種應用，從響應環(huán)境變化的光學特性變化的適應性材料到旨在尋找和摧毀癌細胞的自主納米機器人。”

　　為了組裝體素，研究團隊通過引入額外的DNA 鏈至納米結(jié)構(gòu)表面，用作可編程的連接點，實現(xiàn)了對體素間組合方式的精準調(diào)控。

　　Luu博士說：“這些位點就像不同顏色的魔術(shù)貼，只有當“顏色”(實際上是互補的DNA序列)匹配時才能相互連接，從而確保了構(gòu)建過程中結(jié)構(gòu)的準確性和特異性。”

　　這項技術(shù)的一個重要應用，在于制造能將藥物精準遞送至體內(nèi)特定區(qū)域的納米機器人。借助DNA折紙技術(shù)，科學家能夠設(shè)計出對特定生物信號敏感的納米載體，保證藥物在預定的時間與地點釋放，極大提升了治療效果的同時減少了副作用。

　　除了藥物遞送，研究人員還在探索開發(fā)能對外界刺激作出反應的新材料。這類材料能夠根據(jù)負載變化、溫度或酸堿度等因素調(diào)整自身屬性，有望影響醫(yī)療、計算和電子等多個行業(yè)。

　　Wickham博士表示：“這項工作使我們能夠想象出這樣一個世界，在這里，無論是治療人體還是構(gòu)建未來的電子設(shè)備，納米機器人都能夠勝任。”

　　來源：IT之家