电力推进突破将纳米机器人加速 100,000 倍
- 科学家开创了一种低成本、非接触式电场技术来控制纳米机器人手臂。
- 电动转向可显着提高速度，使纳米机器人的速度足以实现实时分子制造。
- 潜在应用涵盖诊断、药物合成和精密分子操作。
慕尼黑工业大学的研究人员设计了一种电力推进系统，能够以比传统生化方法快 100,000 倍的速度推进基于 DNA 的纳米机器人，从而开启了完全自主分子工厂的可能性。
这一里程碑标志着首次演示通过外部电场平面旋转和控制纳米机器人手臂。
DNA折纸纳米机器人
DNA 折纸技术的进步使得能够大规模且低成本地制造功能性纳米机器。然而，它们的实际部署受到缓慢运动的限制，通常由 DNA 链、酶或光驱动。
与光镊、磁力操纵或扫描探针技术相比，电控制可提供数量级的更快移动速度，同时需要廉价的非接触式仪器。
在这项研究中，研究人员的速度比之前报道的最快的 DNA 电机提高了五个数量级。
电场驱动的生物分子驱动
DNA 固有的负电荷使其能够对电场做出响应，从而实现纳米机器人的精确转向。该团队制造了数百万个安装在 55×55nm 基板上的 400nm 长臂，并具有允许绕水平轴随机旋转的柔性关节。
参考：Sciencemag，2026 – 慕尼黑工业大学
通过用荧光染料标记臂尖，研究小组在显微镜下观察到运动。调整电场方向可产生毫秒级、可逆的手臂重新定向，从而在实际时间尺度上有效地启动运动。
应用和未来方向
除了单纯的运输之外，电力推进平台还可以对生物分子施加作用力，为靶向药物输送、高通量诊断和芯片化学合成开辟途径。
数以百万计的纳米机器人可以并行运行，从而能够快速筛选特定分析物或组装复杂的分子结构。
与光刻图案和自组装方法的可扩展集成允许创建纳米机械臂的扩展晶格或丝状网络，从而促进大规模混合系统。
算法自组装可以生成针对不同任务定制的多样化机器人平台，而光刻基板图案化则提供精确的方向控制。
通过纳米结构控制电极，单臂操作变得可行，为 DNA 模板合成和高选择性纳米操作铺平了道路。
工业技术