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美制造出世界最小最快納米發(fā)動(dòng)機(jī)

作者: 2014年05月23日 來源: 瀏覽量:
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迄今最快最小納米發(fā)動(dòng)機(jī)。 【摘要】美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分??瓶死谞柟こ虒W(xué)院科學(xué)家造出了迄今世界上最小、最快,而且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間最長(zhǎng)的微型發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)比一粒鹽要小500倍,能把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)

迄今最快最小納米發(fā)動(dòng)機(jī)。

【摘要】美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分??瓶死谞柟こ虒W(xué)院科學(xué)家造出了迄今世界上最小、最快,而且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間最長(zhǎng)的微型發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)比一粒鹽要小500倍,能把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng),達(dá)到每分鐘18000轉(zhuǎn),相當(dāng)于噴氣式飛機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,而且能連續(xù)旋轉(zhuǎn)15小時(shí)。相比之下,其他納米發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘只有14到500轉(zhuǎn),只能轉(zhuǎn)幾秒到幾分鐘。相關(guān)論文發(fā)表在4月份出版的《自然·通訊》雜志上。

    美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分??瓶死谞柟こ虒W(xué)院科學(xué)家造出了迄今世界上最小、最快,而且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間最長(zhǎng)的微型發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)比一粒鹽要小500倍,能把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng),達(dá)到每分鐘18000轉(zhuǎn),相當(dāng)于噴氣式飛機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,而且能連續(xù)旋轉(zhuǎn)15小時(shí)。相比之下,其他納米發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘只有14到500轉(zhuǎn),只能轉(zhuǎn)幾秒到幾分鐘。相關(guān)論文發(fā)表在4月份出版的《自然·通訊》雜志上。

    該校機(jī)械工程副教授冬蕾·艾瑪·范領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功設(shè)計(jì)、組裝了這種高性能納米發(fā)動(dòng)機(jī),并在非生物系統(tǒng)中進(jìn)行了測(cè)試。納米發(fā)動(dòng)機(jī)由三部分組成,能迅速混合、泵出生化藥劑,并能在液體中運(yùn)動(dòng),這些特征在未來應(yīng)用中非常重要。這種納米發(fā)動(dòng)機(jī)是開發(fā)微型機(jī)器的重要一步,微型機(jī)器能注入人體內(nèi),控制胰島素以治療糖尿病,瞄準(zhǔn)或攻擊癌細(xì)胞而不傷害其他正常細(xì)胞。

    雖然微型機(jī)器尚未發(fā)明出來,但擁有大驅(qū)動(dòng)功率的、超高速納米發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)制造成功。物理學(xué)家組織網(wǎng)5月21日(北京時(shí)間)報(bào)道稱,研究人員克服了納米發(fā)動(dòng)機(jī)研究領(lǐng)域的兩大障礙:組裝與控制。利用了范在約翰·霍普金斯大學(xué)做研究時(shí)發(fā)明的技術(shù),依靠AC和DC電場(chǎng)來一個(gè)個(gè)地組裝發(fā)動(dòng)機(jī)上的零件。在實(shí)驗(yàn)中,研究人員能用該技術(shù)來開關(guān)納米發(fā)動(dòng)機(jī),控制其順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn);還能將多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)按一定模式排列組合,讓它們同步運(yùn)動(dòng),更強(qiáng)更靈活。該技術(shù)目前正在申請(qǐng)專利。

    納米發(fā)動(dòng)機(jī)從各角度來量都不超過1微米,很適合在人體細(xì)胞內(nèi)工作。為了測(cè)試其藥物釋放能力,研究人員在它表面涂了一層生化藥物納米粒子,然后開始旋轉(zhuǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)得越快,藥物釋放得越快?!拔覀兡芡ㄟ^轉(zhuǎn)速來制定和控制分子釋放速度,這也意味著我們的納米發(fā)動(dòng)機(jī)是第一款能控制藥物釋放的機(jī)器?!狈墩f,“我們認(rèn)為,這有助于促進(jìn)藥物遞送、細(xì)胞間通訊的研究?!?/P>

    研究人員認(rèn)為,在不久的將來,他們的納米發(fā)動(dòng)機(jī)就能帶來一種控制生化藥物在活細(xì)胞中釋放的新方法。目前,他們計(jì)劃用活細(xì)胞來測(cè)試該納米發(fā)動(dòng)機(jī),檢驗(yàn)它們以可控方式遞送藥物的能力。此外,納米發(fā)動(dòng)機(jī)有望進(jìn)入納米電子機(jī)械系統(tǒng)(NEMS)領(lǐng)域,將機(jī)械控制與化學(xué)傳感整合在一起,開發(fā)能效更高、物美價(jià)廉的微機(jī)設(shè)備。

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