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DNA机器人是什么意思应用场景颠覆三观

也许你见过在餐厅门口的服务机器人,也许你见过在路上巡逻的安防机器人,当然你也会熟悉打败围棋高手的阿尔法狗,但是你知道DNA机器人是什么意思吗?它的应用场景可能会颠覆你的三观。

DNA机器人是什么意思

作为纳米前沿科技快速发展的产物,美国加州理工大学助理教授钱璐璐实验室的DNA机器人步子又小又缓慢。它走一步需要5分钟,步长6纳米,差不多是人类一步的600万分之一。


美国加州理工大学助理教授钱璐璐

别看这一步,DNA机器人需要5分钟来完成。遇到目标“货物”时,DNA机器人的“手”会抓起,将其放至目的地。

它只有20纳米长,大约是一粒米的千分之一。它看起来像根线虫,身子细长,没有脸,蛇一般缠来缠去。它的活动场地是一块DNA合成物的平板,隐藏在试管里——因为太小了,需要被注射进去。

DNA机器人实则是一个DNA单链分子,当它没有和其他分子结合时,就像“一条软绳”。在钱璐璐实验室的DNA机器人仅由53个核苷酸组成。

根据DNA的独特化学和物理特性,科学家可以对其进行编程。而DNA机器人就是一条具有特定碱基序列的单链DNA,它根据碱基互补配对原则,和周围的另一条DNA单链结合,从而实现二维空间中的“行走”和“分拣”。

它是世界上首例可以同时完成行走、抓起、放下和分类工作的DNA机器人,其递送货物的成功率为80%。今年9月,《科学》杂志发表了有关它的论文。

“这是DNA机器人的重要一步。”杜克大学工程学教授约翰·赖夫说。他自21世纪初就开始关注DNA合成研究的发展。

对更多人来说,这段跋涉还在肉眼无法看见的维度之中。

DNA机器人应用场景如何颠覆三观

钱璐璐实验室对DNA机器人进行测试的场所是一个58纳米×58纳米的大分子表面,上面设置有上百个“桩子”。这些桩子是DNA机器人得以行走的重要帮手。每个桩子实则也是一条DNA单链,它们与DNA机器人的“腿”和其中一只“脚”碱基互补。换而言之,机器人DNA会和桩子结合,相当于机器人“踩”在了桩子上。

当一只脚和桩子结合时,另一只脚是可以自由活动的。随机的分子波动会使得自由的那只脚“够”到另一个桩子,进行下一次的配对,实现空间移动。从中,此前的那只脚随之恢复自由。在这一循环往复的过程中,DNA机器人可以在没有能量供应的情况下,进行随机的移动。

途中,一旦DNA机器人碰到“货物”,就会用“手”抓住,带着货物一起行走。抓取货物和行走的原理有异曲同工之妙,货物实则是连接在一段DNA单链上的分子,而这段DNA单链又和机器人“手”碱基互补。

“就好像电子机械机器人被送到火星等太遥远而人类不能及的地方,我们希望有一天可以将分子机器人送到太微小而人类不能及的地方,比如说血液里。”钱璐璐说。

研究者希望,它可以在人体的海洋中游走,安然绕过健康的组织,穿过鲜红的血液洪流,只有与黑压压的病变细胞正面交锋时,才被激发,吐出深藏在胸中的炮火。

这种精准而有效的攻击,使它更像一台人体内的歼击机,区别于传统癌症化疗的无差别攻击。

来源:华强智慧网     编辑:     热度:  
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