曼彻斯特大学(University of Manchester)的科学家创造了世界上第一个“分子机器人”,它能够执行包括制造其他分子在内的基本任务。

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微型机器人的体积只有百万分之一毫米,它可以通过编程来使用微型机械臂来移动和制造分子货物。

每一个机器人都能操控一个分子,由150个碳、氢、氧和氮原子组成。要把这种大小放到上下文中,就会有10亿台这样的机器人堆在一起,它们的大小和一粒盐一样大小。

机器人在特殊的溶液中进行化学反应,然后由科学家控制和编程,完成基本的任务。

在未来,这些机器人可以用于医疗用途,先进的制造过程,甚至可以建造分子工厂和装配线。这项研究将于9月21日(星期四)在《自然》杂志上发表。

曾在大学化学学院领导这项研究的大卫·利教授解释道:“所有物质都是由原子构成的,而这些是构成分子的基本构件。”我们的机器人实际上是一个由原子构成的分子机器人,就像你可以用乐高积木建造一个非常简单的机器人。然后,机器人对一系列简单的指令做出反应,这些指令是由一位科学家的化学输入编程的。

这类似于机器人在汽车装配线上使用的方式。这些机器人拿起一个面板,把它定位,这样它就可以用正确的方式来制造汽车的车身。因此,就像工厂里的机器人一样,我们的分子版本可以通过编程的方式来定位和铆钉组件,以不同的方式来制造不同的产品,只是在分子层面上的规模小得多。

拥有如此小的机器的好处是大大降低了对材料的需求,可以加速和改善药物的发现,极大地降低了电力需求,并迅速增加了其他产品的小型化。因此,分子机器人的潜在应用是非常多样化和令人兴奋的。

李教授说:“分子机器人代表了机械微型化的最终结果。”我们的目标是设计并使最小的机器成为可能。这仅仅是开始,但我们预计在10到20年内,分子机器人将开始被用于在分子工厂的装配线上制造分子和材料。

虽然建造和操作这样的微型机器非常复杂,但团队使用的技术却是基于简单的化学过程。

李教授补充说:“机器人是用化学组装和操作的。”这就是原子和分子如何相互反应的科学,以及由小分子构成的大分子。

这与科学家利用简单的化学积木制造药物和塑料的过程是一样的。然后,一旦纳米机器人被制造出来,科学家们就通过添加化学输入来操作它们,这些输入告诉机器人该做什么,何时做,就像计算机程序一样。