蛛丝机器人

2021-02-07 01:37
大自然探索 2021年12期
关键词:蜘蛛丝蛛丝游动

自然界中毫不起眼的蜘蛛絲,其实是一种高强度纤维。它硬度高、韧性强,比同直径的钢丝强上一倍,但其缺点是产量小且无法标准化。

近期,科学家从天然蜘蛛丝中提取出一段强度表现好且重复性也好的基因序列,并将其转入大肠杆菌中培养,然后借助3D打印技术制造出了加工精度为14纳米大小的机器人“小鱼”。“小鱼”身上最精细的部位是它的胡须,它们只有50纳米粗细,约为头发丝直径的千分之一。

这样的“小鱼”虽然没有动力系统,但可以在血液中自由游动。由于蛛丝有可降解性,当血液达到预设的条件后,纳米机器人就会自动降解并释放出药物。科学家从基因层面对蜘蛛丝蛋白做了功能化修饰,使“小鱼”可以将人体内普遍存在的葡萄糖作为生物燃料,通过化学反应生成氧气。一个个包裹着氧气分子的小气泡围绕在“小鱼”周围,气泡破裂可驱动“小鱼”向特定方向游动。

未来,这一技术有望用于智能仿生感知、药物递送纳米机器人等领域。

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