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| 美制造出世界最小最快納米發(fā)動(dòng)機 |
| 來(lái)源：中科院 更新時(shí)間：2014-05-28 09:33:06 瀏覽次數： |
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 美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？瓶死谞柟こ虒W(xué)院科學(xué)家造出了迄今世界上最小、最快，而且運轉時(shí)間最長(cháng)的微型發(fā)動(dòng)機。該發(fā)動(dòng)機比一粒鹽要小500倍，能把電能轉化為機械運動(dòng)，達到每分鐘18000轉，相當于噴氣式飛機上發(fā)動(dòng)機的轉速，而且能連續旋轉15小時(shí)。相比之下，其他納米發(fā)動(dòng)機每分鐘只有14到500轉，只能轉幾秒到幾分鐘。相關(guān)論文發(fā)表在4月份出版的《自然·通訊》雜志上。
該校機械工程副教授冬蕾·艾瑪·范領(lǐng)導的研究小組成功設計、組裝了這種高性能納米發(fā)動(dòng)機，并在非生物系統中進(jìn)行了測試。納米發(fā)動(dòng)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(dòng)，這些特征在未來(lái)應用中非常重要。這種納米發(fā)動(dòng)機是開(kāi)發(fā)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病，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(fā)明出來(lái)，但擁有大驅動(dòng)功率的、超高速納米發(fā)動(dòng)機已經(jīng)制造成功。物理學(xué)家組織網(wǎng)5月21日(北京時(shí)間)報道稱(chēng)，研究人員克服了納米發(fā)動(dòng)機研究領(lǐng)域的兩大障礙：組裝與控制。利用了范在約翰·霍普金斯大學(xué)做研究時(shí)發(fā)明的技術(shù)，依靠AC和DC電場(chǎng)來(lái)一個(gè)個(gè)地組裝發(fā)動(dòng)機上的零件。在實(shí)驗中，研究人員能用該技術(shù)來(lái)開(kāi)關(guān)納米發(fā)動(dòng)機，控制其順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉;還能將多個(gè)發(fā)動(dòng)機按一定模式排列組合，讓它們同步運動(dòng)，更強更靈活。該技術(shù)目前正在申請專(zhuān)利。
納米發(fā)動(dòng)機從各角度來(lái)量都不超過(guò)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(kāi)始旋轉。結果發(fā)現發(fā)動(dòng)機轉得越快，藥物釋放得越快。“我們能通過(guò)轉速來(lái)制定和控制分子釋放速度，這也意味著(zhù)我們的納米發(fā)動(dòng)機是第一款能控制藥物釋放的機器。”范說(shuō)，“我們認為，這有助于促進(jìn)藥物遞送、細胞間通訊的研究。”
研究人員認為，在不久的將來(lái)，他們的納米發(fā)動(dòng)機就能帶來(lái)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(lái)測試該納米發(fā)動(dòng)機，檢驗它們以可控方式遞送藥物的能力。此外，納米發(fā)動(dòng)機有望進(jìn)入納米電子機械系統(NEMS)領(lǐng)域，將機械控制與化學(xué)傳感整合在一起，開(kāi)發(fā)能效更高、物美價(jià)廉的微機設備。
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