中國科院寧波材料所研發出能夠自我複製的三維DNA奈米機器人
根據中國科學院官網,寧波材料所在設計和製造能夠自我複製的三維DNA奈米機器人方面取得了進展。據了解,在現代製造業中,工業機器人因可完成高精度自動化操作而成為關鍵組成部分。奈米級的工業機器人作為創新的製造平台,在處理和生產奈米材料方面相當有應用潛力。
然而,製造這種奈米機器人面臨技術挑戰。先前,科學家提出的DNA奈米技術,以0.3奈米的高精度,為精確、可控制地自組裝各類奈米材料提供了新方法。
這項技術在生物晶片、生物計算機、核酸藥物等領域展現出應用前景。目前,DNA奈米技術在製造奈米機器人方面展現出潛力。
在這項研究中,寧波材料團隊創新運用DNA奈米技術,結合可折疊的支架結構與多重反應控制方式,成功研發出一種新型的三維DNA工業奈米機器人。這些機器人能夠在奈米尺度上自動執行重複任務,並且可以高精度地製造出具有特定結構的手性奈米材料。
這款奈米機器人的大小約為100奈米,它們能夠利用溫度控制和紫外線(UV)來操控和對齊奈米尺寸的零件,然後將奈米零件精準地焊接在一起,製造出所需的奈米結構,並在完成後重置,以進行下一個操作。
這種方法使得這些奈米機器人能用普通零件製造出具有光學特性的手性奈米產物。此外,這些奈米機器人還可以透過「可控折疊」技術增加製造過程中的靈活性。
這種技術使得機器人能夠完成三維結構的多循環自我複製,這對於實現奈米材料的大規模生產至關重要。
未來,這些DNA工業奈米機器人可望使用核酸適配體等先進技術精準地捕獲、操縱和定位,以製備蛋白質、磷脂膜等生物材料,從而在藥物遞送領域,尤其是在靶向遞送核酸或蛋白質藥物方面發揮重要作用。