科學家再出新玩兒法 可編程分子機器人

機器人大家已經習以為常，生產各種商品和產品的流水線上，許多機器人或者機械手在完成著預先設定好的工作。這已經成為商品生產的習慣性模式。

在微觀世界中，分子的組裝和排列也可以看做某種程度上的“生產”，自然界有天然的智慧可以做到這一點，例如我們所熟知的DNA翻譯成RNA，RNA翻譯成蛋白質，某種程度上，這也是一種完美的流水線作業。

是否有一天，我們人類也可以建立一種這樣的流水線，建立一種機械化的生產能力，預先設定可編程的內容，用于分子水平的“生產”和“組裝”呢？

來自曼徹斯特大學的科學家們開發了一種“分子機器人”，這些機器人體積是百萬分之一毫米，十億個十億的機器人聚集起來，也大概與一粒鹽的體積相當。雖然體積非常小，但是它們能夠執行一些基本的工作，比如構建其它的分子。這種微型機器人具有一個小型的機器手臂，每一個機器由150個碳、氫、氧和氮組成，能夠操縱一個單分子。

領導這項研究的David Leigh教授解釋道：“所有物質都是由原子構成的，而這些是構成分子的基本構件。我們的機器人實際上是一個由原子構成的分子機器人，就像你可以用樂高積木建造一個非常簡單的機器人。然后，機器人對一系列簡單的指令做出反應。這些指令是由科學家通過化學輸入編程的?！?/p>

這些機器人在特殊的溶液中進行化學反應，可以由科學家控制和編程來完成一些基本任務。在未來，這些機器人可以用于醫療用途上，先進的制造過程，甚至可以建造分子工廠和裝配線。這項研究近日發表在《自然》雜志上。

Leigh表示，“分子機器人技術是機械微型化的最終目標。我們的目標是設計并使最小的機器成為可能。這僅僅是開始，但我們預計在10到20年內，分子機器人將開始被用于在分子工廠的裝配線上制造分子和材料?！?/p>

雖然建造和操作這樣的微型機器非常復雜，但團隊使用的技術卻是基于簡單的化學過程。機器人是用化學原理進行組裝和操作的，就是原子和分子如何相互反應的科學，以及由小分子構成大分子。這與科學家利用簡單的化學積木制造藥物和塑料的過程異曲同工。

科學家再出新玩兒法 可編程分子機器人

　　
分子機器人工作流程示意圖

分子機器人的潛在應用是非常多樣化和令人興奮的。一旦納米機器人被制造出來，科學家們就可以通過添加化學輸入來操作它們，這些輸入告訴機器人該做什么，何時做，就像計算機程序一樣。擁有如此小的機器的好處是大大降低了對材料的需求，可以加速和改善藥物發現，大大降低了電力需求，并迅速增加了其他產品的小型化。

在未來，這樣的分子水平“流水線生產”機器人，也許會組成一個“工廠”，這樣的“工廠”有望變革分子的組裝和藥物的發現。那個時候，很多事情都會變得不一樣，這樣的革命性技術讓人萬分期待。