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核心提示:近日,英国剑桥大学科学家研制出迄今全球最小的纳米发动机蚂蚁(ANTs),它采用光驱动,大小只有十亿分之几米。研究人员表示,这
近日,英国剑桥大学科学家研制出迄今全球最小的纳米发动机蚂蚁(ANTs),它采用光驱动,大小只有十亿分之几米。研究人员表示,这一纳米发动机有望成为未来纳米机器的零件,可用在水中导航装置、环境感应器以及在人体内工作的医疗机器人等设备上。
该装置由凝胶状聚合物包裹带电金纳米粒子形成。这种聚合物能对温度作出响应,当纳米发动机被激光加热到某一温度,随着聚合物包裹层将凝胶内的水排出并崩塌,会在瞬间存储大量弹性能量,迫使金纳米粒子紧紧依附成簇。当这一装置冷却时,聚合物吸收水并膨胀,此过程会产生巨大驱动力,使金纳米粒子像弹簧一样很快分离开。该研究论文第一作者、剑桥大学卡文迪许实验室丁涛(音译)博士解释道:当水分子使周围聚合物膨胀时,数百个金球会瞬间分离。
科学家们一直梦想能够研制出纳米机器,但由于未找到理想的驱动方式,目前纳米机器在很大程度上还只存在于科幻小说中。剑桥大学科学家最新提出的方法不仅非常简单,而且能施加很大的驱动力。
研究人员称,新设备施加的驱动力比以前研制出的其他设备大几个数量级,而且制造成本低,兼容性好,反应迅速。负责这项研究的卡文迪许实验室的杰里米布隆伯格将这一纳米发动机命名为蚂蚁。他解释说:这种装置就像蚂蚁一样,能产生远大于其质量的力量。我们现在面临的挑战是如何更好地对这种力进行控制,从而用于纳米机器中。
目前,该研究团队正同剑桥大学的商业机构以及其他公司合作,希望将这一技术商业化。
此研究成果发表在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。