《世界首个分子机器人诞生》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 姜山
  • 发布时间:2017-12-27
  •   科技的魅力,存在于求证假设模型的执着中,显现在通过各种工具“看”到未知世界的惊讶中,还在于用已知条件创造未知的乐趣中。

      分子机器人的成就,显然属于最后一种情况——科学家把基本规律当成魔法棒,念动咒语,分子们就乖乖听话了。

      9月,《自然》杂志发表论文,介绍了英国曼彻斯特大学制造的世界首个分子机器人。它总共由150个碳、氢、氧和氮等原子组成,大小只有百万分之一毫米,将几百亿个这种机器人堆起来,也只有一粒盐那么大。

      如此微小的分子机器人,却能根据“指令”操控单个分子,用机器手臂搭建分子产品,过程与搭建乐高机器人的过程极其相似,只是换成了原子。

      虽然建造这类分子机器人极其复杂,但所用的技术都是基于简单的化学反应,原子和分子相互作用的基础原理,以及小分子如何构建大分子等化学知识。

      由于非常微小,分子机器人具有很多优势,能降低材料需求、加速药物研发、大幅减少能源消耗及推进产品微型化等,因此,未来有望在诸多领域带来令人激动的应用。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-06-08
    • 从南开大学获悉,该校电子信息与光学工程学院徐文涛团队与美韩两国科学家合作,研发出了世界上首条柔性人造触觉神经,让更智能的人造皮肤离现实又近了一步。这一研究成果在最新一期国际刊物《科学》上全文发表。 人类皮肤是极为复杂的系统,其中有成千上万个感受器用于感知压力、温度、位置等信息。这些信息被转化成神经信号,在外围神经和中枢神经中逐级传送。如果能让机器人拥有类似皮肤的触觉,可以感知温度、压力,甚至具有神经活动,那么它们将“解锁”更多新技能。中美韩三国科学家实验中利用柔性有机材料成功地模拟制造出来类似人体SA-I触觉神经,这种人造感知神经由3个核心部件组成:电阻式压力传感器、有机环形振荡器、突触晶体管。该系统首先利用一系列感受器感知极为细微的压力,并产生相应的电压变化,随后通过环形振荡器(人工神经纤维)将电压变化转变为电脉冲信号。多个环形振荡器得到的电信号被突触晶体管集成转变为突触电流,进而传递到下一级神经。 据介绍,这种人造神经能够很好地模拟人类皮肤触觉功能,能够与生物体神经信号兼容,开创性地制造出了柔性人造感知神经,并实现了人造神经与动物神经形成的杂化反射弧。研究人员已成功利用其与蟑螂腿实现的连接以及运动控制,初步证实了这种兼容性。 这种人工神经触觉系统具有良好的生物兼容性、柔性和高灵敏度,它可应用于假肢中与人体神经系统相兼容的感知的实现,柔性轻质的结构将使相关产品具有很好的舒适性,对神经系统疾病治疗具有潜在意义。同时,这种人造神经可应用于软体机器人,使其实现类似人类感知,并在极端环境中替代人工作。
  • 《世界首个3D打印柔性心脏诞生》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:黄翠
    • 发布时间:2017-07-25
    • 瑞士科研人员近日借助3D打印技术,制造出了全球首个形状、大小以及功能都与真人心脏高度相似的柔性心脏。虽然这种人造心脏仍处于概念性测试阶段,还不能用于移植,但为相关研究提供了新思路。 苏黎世联邦理工大学的尼古拉斯·科尔斯等人在新一期美国《人造器官》期刊上报告说,这种人造心脏使用柔软硅胶材料,由3D打印和失蜡铸造技术制作而成,它重390克,容积679立方厘米。 新型人造心脏是一个内部结构复杂的硅胶整体,包含一个右心室和一个左心室,有一个额外腔室将两个心室隔开。这个腔室起着类似肌肉的功能,能像泵一样驱动血液进出心脏。 目前常用的人造心脏血泵等装置虽可泵送血液,但其机械部件易给使用者带来不良影响。不过,现在这种人造心脏还处于测试阶段。由于材料承受能力有限,它只能持续跳动约3000次,即工作30至45分钟。材料的拉伸强度和性能仍需大大提高,现在的产品还不能植入人体,但可为人造心脏提供一个新的发展方向。