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| 美制造出世界最小最快納米發(fā)動機 |
| 來源：中科院 更新時間：2014-05-28 09:33:06 瀏覽次數(shù)： |
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 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(zhuǎn)時間最長的微型發(fā)動機。該發(fā)動機比一粒鹽要小500倍，能把電能轉(zhuǎn)化為機械運動，達到每分鐘18000轉(zhuǎn)，相當于噴氣式飛機上發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，而且能連續(xù)旋轉(zhuǎn)15小時。相比之下，其他納米發(fā)動機每分鐘只有14到500轉(zhuǎn)，只能轉(zhuǎn)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(shè)計、組裝了這種高性能納米發(fā)動機，并在非生物系統(tǒng)中進行了測試。納米發(fā)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(yīng)用中非常重要。這種納米發(fā)動機是開發(fā)微型機器的重要一步，微型機器能注入人體內(nèi)，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，但擁有大驅(qū)動功率的、超高速納米發(fā)動機已經(jīng)制造成功。物理學家組織網(wǎng)5月21日(北京時間)報道稱，研究人員克服了納米發(fā)動機研究領(lǐng)域的兩大障礙：組裝與控制。利用了范在約翰·霍普金斯大學做研究時發(fā)明的技術(shù)，依靠AC和DC電場來一個個地組裝發(fā)動機上的零件。在實驗中，研究人員能用該技術(shù)來開關(guān)納米發(fā)動機，控制其順時針或逆時針旋轉(zhuǎn);還能將多個發(fā)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(shù)目前正在申請專利。
納米發(fā)動機從各角度來量都不超過1微米，很適合在人體細胞內(nèi)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(zhuǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)得越快，藥物釋放得越快。“我們能通過轉(zhuǎn)速來制定和控制分子釋放速度，這也意味著我們的納米發(fā)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(fā)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(fā)動機，檢驗它們以可控方式遞送藥物的能力。此外，納米發(fā)動機有望進入納米電子機械系統(tǒng)(NEMS)領(lǐng)域，將機械控制與化學傳感整合在一起，開發(fā)能效更高、物美價廉的微機設(shè)備。
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